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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Dateneinheiten-Sendevorrichtung
und ein Verfahren zum Steuern einer Dateneinheiten-Sendevorrichtung.
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Auf
dem Gebiet der Kommunikation ist das Konzept des Paketaustauschs
wohl bekannt. Ein Datenpaket ist eine gegebene Länge von Daten, deren Struktur
durch ein gegebenes Protokoll bestimmt wird, zum Beispiel ein Regelsatz,
der den Austausch, die Manipulation und die Interpretation eines
solchen Paketes verwaltet. In Abhängigkeit des Protokolls werden
unterschiedliche Namen verwendet, wie zum Beispiel Rahmen, Paket
usw. Ein allgemeinerer Begriff ist Protokolldateneinheit (PDU) und
die folgende Beschreibung soll den Begriff Dateneinheit der Einfachheit
halber verwenden.
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Der
Prozess des Sendens von Daten über
einen Paketaustausch umfasst typischerweise eine Vielzahl von Protokollen,
die in einer Hierarchie angeordnet sind. Ein schematisches Beispiel
einer solchen Hierarchie ist in 6 gezeigt.
Das Beispiel aus 6 zeigt drei Schichten, eine
höhere
Schicht wird als L3 bezeichnet, eine Schicht unter L3 als L2_ARQ
bezeichnet und eine unterste Schicht L1. Tatsächlich beziehen sich die Begriffe
L3, L2_ARQ und L1 auf Protokolle, die mit diesen Schichten verknüpft sind.
Zum Beispiel kann L3 das Internetprotokoll IP sein, L2_ARQ kann
das Funkverbindungsprotokoll RLP sein, das von GSM bekannt ist, und
L1 kann jedes geeignete Protokoll einer physikalischen Schicht sein.
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Gemäß dem Konzept
des Schichtens werden Dateneinheiten, die zu einer höheren Schicht
zugeordnet sind, zu einer niedrigeren Schicht weitergeleitet, zum
Beispiel von L3 zu L2_ARQ im Beispiel aus 6, bei dem
das niedrigere Schichtprotokoll die höheren Schichtdateneinheiten
einbettet. Der Begriff „Einbetten" kann sich auf eine
Einkapselung und Segmentierung beziehen. Im Falle der Einkapselung
wird eine Dateneinheit einer höheren
Schicht in eine Dateneinheit einer niedrigeren Schicht platziert,
wohingegen im Falle der Segmentierung die Dateneinheit einer höheren Schicht
in kleinere Datenstücke
segmentiert wird, wobei jedes Stück
in einer Dateneinheit einer niedrigeren Schicht platziert wird.
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Eine
der wichtigen Aspekte des Protokollschichtens ist, dass in einer
Datenkommunikation, z.B. in einem Prozess, in dem eine gegebene
Datenmenge von einer Quelle zu einem Ziel gesendet wird, der gesamte Pfad,
der mit einer höchsten
Schicht verknüpft
ist, Unterverbindungen umfasst, die mit den niedrigeren Schichtprotokollen
verknüpft
sind, in denen die Endpunkte eines Protokolls einer gegebenen Schicht
Gleichrangige des Protokolls genannt werden. Dieses Konzept ist
im Stand der Technik wohl bekannt und braucht hier nicht weiter
beschrieben zu werden. Dazu sei z.B. auf das Buch („TCP/IP,
The Protocols" von
W. R. Stevens, Edison Wesley 1996) verwiesen.
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Der Erfindung zugrunde
liegendes Problem
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Spezifische
Probleme in Verbindung mit der Übertragung
von Daten treten in Funknetzwerken aufgrund der Tatsache auf, dass
Funkverbindungen typischer Weise eine schlechtere Übertragungsqualität als feste
Leitungen aufweisen. Zum Zwecke der Erklärung zeigt 3 die
Architektur für
ein generisches zellulares Kommunikationssystem. Dieses System besteht
aus einem Kernnetzwerk (CN) 100 und ein Teil wird als ein
Funkzugriffnetzwerk (RAN) 110 bezeichnet. Das Funkzugriffnetzwerk
wird in Controller-Knoten 101 und Basis-Sende-Empfängerstationen (BTS) 102 unterteilt.
Die Hierarchie des Netzwerkes ist so, dass das Kernnetzwerk mit
mehreren Controllern verbunden ist und die Controller (Steuereinheit)
mit mehreren Basisstationen verbunden sind. Die Basisstation 102 kommuniziert
mit mobilen Stationen (MS) 103.
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Ein
typisches, auftretendes Problem ist, wenn Daten in der up-link-Richtung (z.B.
von einer mobilen Station 103 zu einer Basis-Sende-Empfängerstation 102)
oder in der down-link-Richtung
(von der Basis-Sende-Empfänger-Station 102 zu
einer mobilen Station 103) gesendet werden, dass Fehler über die
Funkschnittstelle eingeführt
werden. Solche Fehler sind typischer Weise auf Grund von Änderungen
in der Übertragungsqualität, z.B.
da die mobile Station 103 sich umher bewegt. Eine andere
potentielle Situation für
einen Datenverlust ist eine Übergabe
einer Kommunikation zwischen einer gegebenen mobilen Station 103 und
einer gegebenen Basis-Sende-Empfänger-Station 102 zu
einer anderen Basis-Sende-Empfänger-Station,
wenn sich die mobile Station in eine andere Zelle bewegt. Beide
Situationen, nämlich
eine spezifische Fehlerbedingung oder eine Übergabe, führen zu der Notwendigkeit,
einer Verbindungsrücksetzung
infolge derer alle Sendedaten in den Sendepuffer des sendenden Gleichrangigen
der Funkverbindung gereinigt werden, um dadurch einen „reinen
Zustand" herzustellen,
so dass die Kommunikation neu in einem Zustand beginnen kann, der
unzweideutig für
sowohl den Sender als auch den Empfänger definiert ist.
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Aufgrund
der Fehlercharakteristik der Funkschnittstelle kann optional ein
so genanntes ARQ-Protokoll (ARQ = Automatic Repeat reQuest) zwischen
der mobilen Station und dem Funkzugriffnetzwerk ausgeführt werden,
um die Restfehlerrate zu verringern. Ein ARQ-Protokoll umfasst die
Funktion des Bestätigens
des korrekten Empfangs von Dateneinheiten durch den empfangenden
Gleichrangigen, wobei der sendende Gleichrangige Mechanismen zum
Neuübertragen
solcher Dateneinheiten implementiert, die nicht korrekt empfangen wurden.
In dieser Art und Weise wird die vollständige Übertragung von Daten sichergestellt.
Es kann erwähnt werden,
dass die Verwendung eines ARQ-Mechanismus eine Option sein kann,
die mit einem spezifischen Modus verknüpft ist, z.B. dass nicht jede
Dateneinheit mit dem aktivierten ARQ-Mechanismus gesendet zu werden braucht.
Als ein Beispiel in Verbindung mit den bekannten Protokollen ist
ein so genannter nummerierter Modus (oder I-Modus) bekannt, in dem
ARQ aktiviert ist, und ein so genannter unnummerierter Modus, in dem
keine Bestätigung
und folglich keine Neuübertragung auftritt.
Der erste Modus ist vorteilhaft für Daten, bei denen sichere Übertragung
eine Priorität
hat, der zweite Modus ist vorteilhaft für Daten, bei denen Verzögerungssensibilität eine Priorität ist und
Datenverlust kein so großes
Problem darstellt, wie zum Beispiel Echtzeit Sprach-über-Internet-Daten.
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Im
Folgenden werden zwei bekannte Lösungstypen
zum Sichern der Benutzerdaten vor dem Verlorengehen im Falle einer Übergabe
einer ARQ-Protokoll-Kommunikation zwischen unterschiedlichen Netzwerkknoten
beschrieben.
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Gemäß einer
ersten Lösung
findet eine Protokollzustandsübertragung
statt, z.B. wenn eine Übergabe durchgeführt wird,
wobei der Gesamtzustand einschließlich Zustandvariablen und
Puffern von der ARQ-Einheit in dem RAN (z.B. dem Gleichrangigen)
zu dem neuen Netzwerkknoten weiter gegeben wird. Bei der Verwendung
dieses Mechanismus braucht die ARQ-Einheit in der mobilen Station
nicht zu wissen, wann eine Übergabe
auftritt. Solch eine Lösung
ist zum Beispiel in R. Cohen, B. Patel und A. Segall, „Handover
in a Micro-Cell Packet Switched Mobile Network", ATM Journal of Wireless Networks,
Volume 2, Nr. 1, 1996, Seiten 13–25 oder in S. Powel Ayanoglu,
T. F. La Porta, K. K. Sabdani, R. D. Gitlin, „AIRMAIL: A link layer protocol
for wireless networks",
ATM/Baltzer Wireless Networks Journal, Volume 1, 1995, Seiten 47–60 beschrieben.
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Die
Vorteile dieser Lösung
sind, dass keine unnötige
Neuübertragung
von Benutzerdaten über
die Funkschnittstelle auftritt, und das ARQ-Protkoll in der mobilen
Station in Unkenntnis der Übergabe
sein kann, was die Implementierung weniger kostspielig macht.
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Der
Nachteil dieser Lösung
ist, dass diese auf die Handhabung einer Intra-System-Übergabe
begrenzt ist. Das bedeutet, dass beide Netzwerkknoten zwischen denen
die Übergabe
ausgeführt
wird, in Übereinstimmung
mit dem gleichen Protokoll arbeiten müssen. Falls ein Kernnetzwerk
mit mehreren Funkzugriffnetzwerken eines verschiedenen Typs verbunden
ist, die nicht genau das gleiche ARQ-Protokoll verwenden, kann diese
Lösung
nicht verwendet werden, da eine Inter-System-Übergabe
notwendig ist. Solche Situationen werden in der Zukunft allgemeiner
sein.
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Eine
unterschiedliche Lösung
zum Sichern von Benutzerdaten ist die des Bereitstellens eines zusätzlichen
ARQ-Protokolls. In diesem Fall wird ein ARQ-Protokoll zwischen der
mobilen Station und dem Funkzugriffnetzwerk (dem Basis-Stations-Controller-Knoten)
laufen gelassen und kümmert
sich um Fehler, die auf die Funkschnittstelle treffen. Das zweite
ARQ-Protokoll wird
zwischen der mobilen Station und dem Kernnetzwerk laufen gelassen.
Im Fall eines Datenverlustes auf Grund von Zurücksetzen der Verbindung der
mobilen Station und dem Basis-Stations-Controllers (sei es aufgrund
einer Fehlerbedingung oder einer Übergabe), führt dieses zweite ARQ-Protokoll eine Neuübertragung
durch. Zum Beispiel wird in GPRS (General Radio Packet Service) das
erste ARQ-Protkoll RLC (Radio Link Control Protocol) genannt und
das zweite ARQ-Protokoll
wird LLC (Link Layer Control Protocol) genannt.
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Obwohl
solch eine Anordnung die Handhabung von Inter-System-Übergaben ermöglicht,
weist diese Nachteile auf. Zunächst
werden zusätzliche
Funkressourcen aufgrund des Overheads verbraucht, der durch das
zweite ARQ-Protokoll eingeführt
wird. Zum Beispiel ist im GPRS der Overhead pro übertragener L3-Dateneinheit, der
durch das LLC-Protokoll eingeführt
wird, in der Größenordnung
von 7 Bytes. Verglichen mit der Größe einer Van Jacobson komprimierten
TCP-Bestätigung,
die unter 10 Bytes liegt, verdoppelt sich die Größe beinahe, wenn TCP-Bestätigungen
(in einer L3-Dateneinheit) übertragen
werden. Ebenso führt
die Implementierung von zwei ARQ-Protokollen in der mobilen Station
zu höheren
Kosten in Form von Speicher- und
Verarbeitungsleistung.
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EP-A-0
572 865 beschreibt ein Verfahren zum Implementieren eines Datenkommunikationsprotokoll-Stapels.
Das beschriebene Verwaltungsverfahren und System besteht im Verwenden
von speziell formatierten Puffern zum Halten von Daten, die einen
Protokoll-Stapel herabgeleitet werden sollen. Vor dem Betreten des
Quell-Stapels werden die Nachrichtendaten vorsegmentiert, so dass
jeder Puffer lediglich so viele Nachrichtendaten enthält, wie
in einer einzelnen Dateneinheit von einer Quelle zu einem Ziel übertragen
werden können.
Wenn die Puffer innerhalb des Quell-Stapels weitergeleitet werden,
kann jede Schicht die Nachrichtendaten durch einfaches Trennen von
Puffern und Hinzufügen
ihres Schicht-Headers an jedes Segment segmentieren. Das Ziel des
beschriebenen Systems ist das Bereitstellen eines Protokoll-Stapel-Verwaltungssystems,
das die Notwendigkeit des physikalischen Kopierens der Puffer vermeidet.
Daher wird ein spezielles Pufferformat eingeführt und die Puffer werden von
Schicht zu Schicht mittels exklusivem Zugriff auf diese weitergeleitet,
wodurch auf den gleichen Speicher zu einer Zeit lediglich von einer
Schicht zugegriffen wird. Dadurch werden die Puffer von Schicht
zu Schicht ohne Kopieren als eine verknüpfte Liste weitergeleitet,
die ein PDU darstellt. Das Schema ist so, dass, falls Nachrichtendaten
die Größe eines
Umschlagfeldes überschreiten nachdem
alle Schicht-Header hinzugefügt
sind, die Daten in mehrere Puffer segmentiert werden, wobei die Datenmenge
bestimmt, wie viele Puffer benötigt
werden. Mit anderen Worten ist das Umschlagfeld definiert, um lediglich
so viele Daten wie die größte PDU
zu halten, die von der physikalischen Schicht gehandhabt werden
kann.
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WO
96/21984 beschreibt ein Paketfunksystem und eine Endgerätausrüstung für ein Paketfunksystem. Dieses
Dokument beschreibt die Tatsache, dass die Einkapselung von PPP-Paketen
(point-to-point-protocol) in ein spezielles Funkverbindungsprotokoll
den Nachteil des Sendens unnötiger,
Protokoll spezifischer Steuerfelder aufweist, was die variable Übertragungskapazität der Benutzerinformation
verringert. Dieses Dokument schlägt
daher ein Komprimieren eines PPP-Paketes
vor der Einkapselung in ein Funkverbindungs-Protokoll-Paket vor, wobei
die Einkapselung das Entfernen unnötiger Steuerfelder von dem
PPP-Paket umfasst.
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WO
99/35798, welches am 11. Januar 1999 eingereicht wurde und am 15.
Juli 1999 veröffentlicht
wurde, betrifft das Konzept des Versendens maskierter Pakete als
eine Vorrichtung zum Erreichen eines schnelleren Verbindungsaufbaus.
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Ziel der Erfindung
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Datensendevorrichtung
und ein entsprechendes Steuerverfahren bereitzustellen, die Datenübertragungen
sichern, aber die auf Intra-System-Übergaben und Inter-System-Übergaben
anwendbar sind, ohne einen unnötigen
Overhead hinzuzufügen.
Es kann erwähnt
werden, dass dieses Ziel nicht auf Funknetzwerke begrenzt ist, da
die Vermeidung von Bandbreitenverschwendung in jedem Netzwerk vorteilhaft
ist. Jedoch sind Funknetzwerke eine bevorzugte Anwendung der Erfindung, die
im Folgenden beschrieben werden soll.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Dieses
Ziel wird durch den Gegenstand erreicht, der in den unabhängigen Ansprüchen beschrieben ist.
Vorteilhafte Ausführungen
sind in den abhängigen
Ansprüchen
beschrieben.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung bettet eine Dateneinheiten-Sendevorrichtung, die in Übereinstimmung
mit einem ARQ-Protokoll
arbeitet, auf das sich im Folgenden als L2_ARQ bezeichnet wird,
Dateneinheiten einer höheren
Schicht eines Protokolls L3 ein. L3-Dateneinheiten werden unterschieden,
die L2_ARQ-Dateneinheiten, in denen L3-Dateneinheiten eingebettet
werden, werden mit den L3-Dateneinheiten verknüpft, die in diesen eingebettet
sind, und die Inhalte des Sendepuffers werden in Übereinstimmung
mit der Verknüpfung
verwaltet.
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Der
Prozess des Handhabens der Dateneinheiten wird in einer allgemeinen
Weise in Verbindung mit 1 erklärt. Die L3-Dateneinheiten oder PDUs werden empfangen
(Schritt S1) und dann unterschieden (Schritt S2). Unterscheidung
bedeutet, dass einzelne L3-Dateneinheiten identifiziert werden,
so dass die eine von der anderen unterschieden werden kann. Es kann
erwähnt
werden, dass dieses Merkmal von dem herkömmlichen Ansatz, getrennte
Protokollschichten vollständig
transparent zueinander zu machen, abweicht, da in der vorliegenden
Erfindung das L2_ARQ-Protokoll in dem Sinne „intelligent gemacht wurde", dass es einzelne
L3-Dateneinheiten unterscheiden und differenzieren kann.
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Nach
der Unterscheidung werden die L3-Dateneinheiten in einer oder mehrere
L2_ARQ-Dateneinheiten eingebettet (eingekapselt oder segmentiert)
(Schritt S3). Dann werden die L2_ARQ-Dateneinheiten in Verknüpfung mit
den L3-Dateneinheiten der höheren
Schicht gebracht, die diese bilden. Mit anderen Worten wird ein
Satz beibehalten, welche L2_ARQ-Dateneinheiten zu welchen L3-Dateneinheiten
gehören.
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Dann
werden die L2_ARQ-Dateneinheiten in einen Sendepuffer platziert,
in dem das Senden an den empfangenden L2_ARQ-Gleichrangigen in Übereinstimmung mit irgendeinem
geeigneten oder benötigten Flusssteuerverfahren
durchgeführt
wird. Zum Beispiel ist ein weit verbreitetes Flusssteuerverfahren
das der Fenster-basierten-Flusskontrolle. Das genaue Verfahren und
seine Details werden durch das spezifische L2_ARQ-Protokoll bestimmt,
so dass dies nicht von Wichtigkeit für die vorliegende Erfindung
ist.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung jedoch wird die Verwaltung des Sendepuffers in Übereinstimmung mit
der Verknüpfung
zwischen den L2_ARQ-Dateneinheiten und den L3-Dateneinheiten der
höheren
Schicht durchgeführt,
die in die L2_ARQ-Dateneinheiten
eingebettet wurden. Der Begriff Verwaltung bezieht sich darauf,
wie die Inhalte des Puffers gesteuert werden, z.B. unter welchen
Bedingungen welche Dateneinheiten gelöscht werden.
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Es
kann erwähnt
werden, dass die Reihenfolge der Schritte, die in 1 angezeigt
sind, lediglich ein Beispiel ist und das Basisprinzip der Erfindung,
wie es durch die Ansprüche spezifiziert
wird, in irgendeiner geeigneten Weise implementiert werden kann.
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Durch
Verwalten der Inhalte des Sendepuffers, z.B. Steuern des Löschens von
Dateneinheiten in diesem in Übereinstimmung
mit der Verknüpfung
von L2_ARQ-Dateneinheiten und L3-Dateneinheiten
der höheren
Schicht ist es möglich,
Datenübertragungssicherheit
ohne zwei Schichten von ARQ-Protokollen
zu erreichen und nichtsdestotrotz eine Inter-System-Übergabe zu ermöglichen.
Dies geschieht aufgrund der Tatsache, dass durch Verwalten des Puffers
in Übereinstimmung
mit der Verknüpfung
von L3-Dateneinheiten und L2_ARQ-Dateneinheiten
jeglicher Verlust von L3-Dateneinheiten an dem L2_ARQ-level vermieden
werden kann. Als Konsequenz ist ein ARQ-Modus oberhalb des L2_ARQ-levels überflüssig. Zur
gleichen Zeit stellt, da der Verlust von Daten durch einen Mechanismus
vermieden wird, der um den Sendepuffer implementiert ist, stellt
eine Inter-System-Übergabe
kein Problem dar.
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Es
sollte erwähnt
werden, dass das L2_ARQ-Protokoll nicht notwendiger Weise alle Dateneinheiten
in einem ARQ-Modus sendet. Viel eher ist die Erfindung auf irgendein
Protokoll anwendbar, z.B. ebensolche Protokolle, die Übertragungsmoden
bereitstellen, in denen keine Neuübertragung auftritt. Jedoch
wird gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
die Pufferverwaltung für
solche L2_ARQ-Dateneinheiten, die in einem ARQ-Modus gesendet werden,
in einer solchen Art und Weise durchgeführt, dass eine gegebene L2_ARQ-Dateneinheit
lediglich aus der Sendepuffervorrichtung gelöscht wird, falls Bestätigungen
für alle
L2_ARQ-Dateneinheiten empfangen wurden, die mit der gleichen L3-Dateneinheit
als gegebene L2_ARQ-Dateneinheit
verknüpft
sind. In dieser Art und Weise werden alle L2_ARQ-Dateneinheiten,
die zu einer L3-Dateneinheit gehören,
in dem Sendepuffer gehalten, bis die letzte L2_ARQ-Dateneinheit, die
mit der letzten L3-Dateneinheit verknüpft ist, bestätigt wurde,
z.B. bis alle L2_ARQ-Dateneinheiten, die mit einer bestimmten L3-Dateneinheit
verknüpft
sind, bestätigt
wurden.
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Dann
werden im Falle einer Zurücksetzung,
z.B. eine Zurücksetzung
der Nummerierung der L2_ARQ-Dateneinheiten, oder einer Übergabe
die L2_ARQ-Dateneinheiten, die zu der letzten L3-Dateneinheit gehören, für die nicht
alle L2_ARQ-Dateneinheiten
bestätigt
wurden, einfach neu gesendet. In dieser Art kann ein Teil der L3-Dateneinheit
zweimal gesendet werden, aber jedenfalls wird die L3-Dateneinheit
vollständig
gesendet, so dass keine Neuübertragung
auf dem L3-Level oder einem höheren
(z.B. TCP) notwendig ist. Im Falle einer Übergabe können die L3-Dateneinheiten
in dem Sendepuffer einfach an den neuen Knoten übertragen werden, ungeachtet
dessen ob der neue Knoten gemäß dem gleichen
L2_ARQ-Protokoll oder einem Unterschiedlichen arbeitet. Mit anderen
Worten ist eine Inter-System-Übergabe
kein Problem, da keine andere Information neben den Pufferinhalten
(im Sinne von L3-Dateneinheiten),
wie z.B. Zustandsvariablen usw. übergeben
werden müssen.
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Die
vorliegende Erfindung wird nun auf der Grundlage bevorzugter und
detaillierter Ausführungen
beschrieben, die dem Zweck des Erklärens der Erfindung dienen und
nicht als begrenzend angesehen werden sollen. Es wird sich auf die
begleitenden Zeichnungen bezogen, in denen:
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1 die
Steuerung einer Dateneinheiten-Sendevorrichtung gemäß einem
Grundbeispiel beschreibt;
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2 eine
schematische Darstellung einer Dateneinheiten-Sendevorrichtung gemäß der Erfindung ist;
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3 die
Architektur eines generischen zellularen Kommunikationssystems zeigt;
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4 ein
beispielhaftes Diagramm zum Beschreiben eines detaillierten Beispiels
der Erfindung ist;
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5 ein
beispielhaftes Diagramm zum Erklären
der Verknüpfung
zwischen L3-Dateneinheiten und L2-Dateneinheiten ist; und
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6 eine
Darstellung eines allgemeinen Protokoll-Stapels ist.
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Detaillierte
Offenbarung der Erfindung
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2 zeigt
schematisch die Anordnung der Elemente zum Ausführen einer Dateneinheiten-Sendevorrichtung
der vorliegenden Erfindung. 1 bezeichnet einen Unterscheider, 2 einen
Einbetter, 3 einen Puffer und 4 eine Steuervorrichtung.
Wie gesehen werden kann, kommen Dateneinheiten von der L3-Schicht
an und werden von dem Unterscheider 1 an der L2_ARQ-Schicht
unterschieden. Das Unterscheidungsergebnis wird an die Steuervorrichtung 4 weitergeleitet,
die dann die Verknüpfung
der L2_ARQ-Dateneinheiten,
die in dem Einbetter 2 erzeugt werden, mit den L3-Dateneinheiten
durchführt.
Dann werden die L2_ARQ-Dateneinheiten
an den Puffer 3 weitergeleitet, in dem die Verwaltung der
Pufferinhalte in Übereinstimmung
mit der Verknüpfung zwischen
den L2_ARQ-Dateneinheiten und den L3-Dateneinheiten der höheren Schicht durchgeführt wird,
die diese einbettet. Wie bereits zuvor erwähnt, hängt die spezielle Flusskontrolle,
die von der Steuervorrichtung 4 durchgeführt wird,
von dem spezifischen L2_ARQ-Protokoll ab.
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Wie
bereits in Verbindung mit 1 erwähnt, ist
die in 2 gezeigte Struktur lediglich ein schematisches
Beispiel zum Zwecke der Erklärung
und andere Anordnungen sind möglich,
die der Fachmann als geeignet oder gewünscht wählt.
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Zum
Zwecke der folgenden Beschreibung der detaillierten Ausführungen
wird angenommen, dass das L2_ARQ-Protokoll zwei Zuverlässigkeitsmoden
zum Übertragen
der Dateneinheiten bereitstellt, nämlich einen mit Bestätigung und
Neuübertragung,
und einen anderen ohne Neuübertragung.
Der erste Modus, der ein ARQ-Modus ist, wird als der nummerierte
Modus oder I-Modus bezeichnet, wohingegen der zweite als der unnummerierte
Modus oder UI-Modus bezeichnet wird. Es wird ebenso angenommen,
dass der Puffer die jeweiligen Schlangen enthält, die mit den Moden verknüpft sind.
Mit anderen Worten gibt es eine I-Schlange und eine UI-Schlange.
Natürlich
ist die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf solch Anordnung
beschränkt,
da es eine größere Anzahl
von Zuverlässigkeitsmoden
geben kann, wie z.B. unzuverlässig,
semi-zuverlässig
und voll-zuverlässig,
und es kann eine entsprechende Anzahl von Schlangen in dem Puffer
geben. Die semi-zuverlässigen
oder voll-zuverlässigen Übertragungsmoden
können
auch mit einer In-Reihenfolge- oder einer Nicht-In-Reihenfolge-Lieferung
verknüpft
sein, wie es in größerem Detail
weiter unten beschrieben wird.
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Die
folgenden Ausführungen
werden auf Grundlage der in 6 gezeigten
Protokollanordnung beschrieben, wobei L3 verwendet wird um irgendein
Netzwerkprotokoll zu bezeichnen, z.B. das Internet-Protokoll IP.
Es kann sein, dass die L3-Dateneinheiten
in ein spezifisches Rahmenschema eingebettet werden, wie z.B. durch
das Punkt-zu-Punkt-Protokoll PPP bereitgestellt. Daher bezieht sich
L3 auf irgendein Protokoll, das eine entsprechende Dateneinheit
herstellt, die an die Schicht darunter übertragen wird, z.B. die L2_ARQ-Schicht.
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Wie
bereits oben erwähnt,
bezieht sich die L2_ARQ-Schicht auf ein Verbindungsschichtprotokoll,
das L3-Dateneinheiten in L2_ARQ-Dateneinheiten einbettet, wobei
das Einbetten vorzugsweise eine potentielle Segmentierung von größeren L3-Dateneinheiten in
kleinere L2_ARQ-Dateneinheiten und/oder Verkettung von mehreren
L3-Dateneinheiten in L2_ARQ-Dateneinheiten
ist. Wie zuvor erwähnt
implementiert das L2_ARQ-Protokoll zumindest zwei Moden, nämlich einen
ARQ-Modus (I-Modus) und einen Nicht-bestätigten-Modus (UI-Modus). Das
Grundkonzept des ARQ-Modus, wie z.B. der I-Modus, ist im Stand der
Technik wohl bekannt, so dass eine weitere Beschreibung der Details
nicht notwendig ist. Es ist ausreichend zu erwähnen, dass das L2_ARQ-Protokoll
Regeln enthält,
wie die Neuübertragung
von L2_ARQ-Dateneinheiten durchgeführt wird, auf der Grundlage
des Vorliegens oder Nichtvorliegens von Bestätigungsnachrichten und Neuübertragungsanfragen
für spezifische
Dateneinheiten. Da es für
jeden ARQ-Mechanismus notwendig ist, werden die L2_ARQ-Dateneinheiten,
die in Übereinstimmung
mit dem Bestätigungsmodus
gesendet werden, in dem Sendepuffer gepuffert, in dem sie zumindest
gehalten werden müssen
bis ihr korrekter Empfang bestätigt wurde.
Der bevorzugte Pufferverwaltungsmechanismus der vorliegenden Erfindung
wird weiter unten beschrieben.
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Zum
besseren Erklären
der Erfindung wird sich nun auf die Architektur eines generischen
Kommunikationssystems wie in 4 gezeigt,
bezogen. Wie gesehen werden kann, weist eine mobile Station (MS) 500 einen
L3-Gleichrangigen, der mit einem entsprechenden Gegenstück in dem
Kernnetzwerk (CN) 400 kommuniziert. Das Kernnetzwerk 400 ist
mit zwei unterschiedlichen Funkzugriffsnetzwerken 401 und 402 verbunden. Jedes
Funkzugriffsnetzwerk umfasst eine Vielzahl von Funkzugriffsnetzwerkknoten,
wie z.B. Basis-Station-Controller (BSC) und Basis-Sende-Empfänger-Stationen
(BTS) wobei die schematische Darstellung aus 4 der Einfachheit
halber lediglich eine Basis-Sende-Empfänger-Station 403, 404 für jedes
der Funkzugriffsnetzwerke 401 und 402 zeigt. Es
kann ebenso erwähnt
werden, dass das Kernnetzwerk mit mehr als zwei Funkzugriffsnetzwerken
verbunden sein kann.
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Es
existieren zwei gleichrangige Einheiten des L2_ARQ-Protokolls, von denen
eine in der mobilen Station 500 läuft und eine in dem jeweiligen
Funkzugriffsnetzwerk 401 oder 402. In dem Beispiel
aus 4 weist jedes Funkzugriffsnetzwerk sein eigenes
L2_ARQ-Protokoll auf, das als L2_ARQ (RAN1) für Funkzugriffsnetzwerk 401 und
als L2_ARQ (RAN2) für
Funkzugriffsnetzwerk 402 bezeichnet wird.
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4 zeigt
ebenso ein Protokoll L1 einer physikalischen Schicht, das unter
dem L2_ARQ-Protokoll bereitgestellt wird. Die L1-Gleichrangigen
sind direkt mit der physikalischen Verbindung verknüpft, z.B.
der Sende/Empfänger
in der mobilen Station 500 und der Sende/Empfänger in
der Basis-Sende-Empfänger-Station 403 oder 404,
wohingegen die L2_ARQ-Protokolleinheit
an der Netzwerkseite einem Netzwerkknoten des jeweiligen Funkzugriffnetzwerkes
innewohnt.
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Es
wird angenommen, dass eine Zurücksetzung
der Verbindung zwischen zwei L2_ARQ-Gleichrangigen auftreten kann,
z.B. auf Grund einer vorbestimmten Fehlerbedingung. Insbesondere
kann eine Verbindungsrücksetzung
dazu führen,
dass die Nummerierung der Dateneinheiten zurückgesetzt wird, um dadurch in
der Lage zu sein, die Kommunikation von neuem zu starten. Es gibt
unterschiedliche Fehlerbedingungen, die zu solch einer Zurücksetzung
der Nummerierung der Dateneinheit führen, z.B. falls eine gegebene
Dateneinheit eine vorbestimmte Anzahl von Malen neu übertragen
wurde, ohne dass eine Bestätigung
empfangen wurde. Eine andere Fehlerbedingung kann die sein, dass
eine Bestätigung
für eine
Dateneinheit empfangen wird, die niemals gesendet wurde. Beide Fälle zeigen
an, dass die Verbindung stark gestört ist, so dass eine Zurücksetzung
notwendig ist. In herkömmlichen
Systemen werden die Daten, die in dem Sendepuffer enthalten sind
einfach im Laufe der Zurücksetzung
gereinigt, um dadurch dem sendenden Gleichrangigen und empfangenden
Gleichrangigen eine unzweideutig definierte Startsituation zu geben.
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Eine
andere potentielle Datenverlustsituation ist die der Übergabe,
wobei eine Kommunikation von einem Netzwerkknoten eines Funkzugriffnetzwerks
zu einem anderen übergeben
wird. Solch eine Übergabe kann
entweder innerhalb eines gegebenen Funkzugriffnetzwerks (Intra-System)
oder zwischen zwei unterschiedlichen Typen von Funkzugriffnetzwerken
(Inter-System) sein.
Wenn eine Übergabe
auftritt, kann dies im Bewegen des Ausführungspunkts für die L2_ARQ-Protokoll-Einheit
zu einem neuen physikalischen Knoten resultieren, in dem eine L2_ARQ-Einheit
gestartet wird und der die Kommunikation mit einem neuen L2_ARQ-Gleichrangigen
fortsetzt. Wie in 4 gesehen werden kann, bedeutet
dies, dass bei einer Inter-System-Übergabe
die Kommunikation nicht nur zum Beispiel von der Basisstation 403 zu
der Basisstation 404 übergeben
zu werden braucht, sondern eine Übergabe
ebenso innerhalb der mobilen Station 500 statt findet, da
die Übertragung
von L2_ARQ (RAN1) an L2_ARQ (RAN2) übergeben werden muss. Jedenfalls
umfasst eine Übergabe
eine Verbindungsrücksetzung, da
zwei Gleichrangige der Kommunikation einen definierten Startpunkt
benötigen.
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Nun
wird die bevorzugte Pufferverwaltung des Sendepuffers für einen
sendenden Gleichrangigen (sei es die mobile Station oder sei es
in einem Netzwerkknoten) beschrieben. Dem Sender von beiden L2_ARQ-Einheiten
in einem System ist es lediglich erlaubt, die L2_ARQ-Dateneinheiten
von seinem Sendepuffer zu löschen,
wenn alle L2_ARQ-Dateneinheiten, die mit einer ganzen L3-Dateneinheit
verknüpft
sind, durch die gleichrangige Einheit bestätigt wurden. Falls eine Verkettung
von L3-Dateneinheiten
verwendet wird, darf eine L2_ARQ-Dateneinheit nicht gelöscht werden,
falls diese eine segmentierte L3-Dateneinheit
umfasst, die nicht voll empfangen wurde. Falls weiter der gleichrangige
L2_ARQ-Empfänger
eine In-Reihenfolge-Lieferung
verwendet, wird es dem L2_ARQ-Sender lediglich erlaubt, die L2_ARQ-Dateneinheiten
unter Verwendung einer In-Reihenfolge-Entfernung
zu entfernen.
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Dieses
Grundprinzip wird in größerem Detail
in Verbindung mit 5 erklärt. 5 zeigt
ein einfaches Beispiel für
die Segmentierung/Verkettung von L3-Dateneinheiten in L2_ARQ-Dateneinheiten. Eine L2_ARQ-Protokolleinheit
hat die drei L3-Dateneinheiten,
die mit L1#–L3#
bezeichnet sind, in fünf
L2_ARQ-Dateneinheiten segmentiert, die mit L2#1–L2#5 bezeichnet sind. Wie
zu sehen ist, wird L3#1 in L2#1–L2#3
segmentiert, L3#2 wird in L2#3–L2#4
segmentiert und schließlich
wird L3#3 vollständig
in L2#5 umfasst.
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Die
folgende Tabelle 1 zeigt Beispiele der Inhalte des L2_ARQ-Sendepuffers, wenn
unterschiedliche Dateneinheiten von der gleichrangigen Einheit bestätigt wurden.
Der Sender arbeitet gemäß dem oben
beschriebenen Mechanismus, z.B. werden L2_ARQ-Dateneinheiten lediglich gelöscht, falls
vollständige
L3-Dateneinheiten
bestätigt
wurden. Tabelle 1 zeigt die Unterschiede für eine In-Reihenfolge und einer
Nicht-In-Reihenfolgelieferung
an.
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Wie
in der ersten Zeile gesehen werden kann, bleiben im Falle einer
In-Reihenfolge-Lieferung alle L2_ARQ-Dateneinheiten in dem Sendepuffer,
da die erste L3-Dateneinheit L3#1 nicht vollständig bestätigt wurde, da L2#3 nicht bestätigt wurde.
Im Falle einer Nicht-In-Reihenfolge-Lieferung wurde die Dateneinheit L2#5
gelöscht,
da die Bestätigung
von L2#5 bedeutet, dass L3#3 vollständig bestätigt wurde.
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In
der zweiten Zeile kann gesehen werden, dass die Bestätigung von
L2#1–L2#3
bedeutet, dass L3#1 vollständig
bestätigt
wurde, so dass L2#1 und L2#2 gelöscht
werden können,
jedoch darf auf Grund der Tatsache, dass L2#4 nicht bestätigt wurde,
L2#3 nicht gelöscht
werden, da L2#3 ebenso mit L3#2 verknüpft ist.
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In
der dritten Zeile werden L2#1–L2#4
bestätigt,
z.B. L3#1 und L3#2. Folglich verbleibt lediglich L2#5 in dem Sendepuffer.
Im Falle von Zeile 4 wurden L2#3–L2#5 bestätigt, so dass L3#2 und L3#3
bestätigt
wurden, so dass für
eine Nicht-In-Reihenfolge-Lieferung
lediglich L2#1–L2#3
in dem Sendepuffer verbleiben, wohingegen für eine In-Reihenfolge-Lieferung
alle L2_ARQ-Dateneinheiten
verbleiben, da die erste Einheit nicht bestätigt wurde. Die verbleibenden
Beispiele sind selbst erklärend.
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Im
Allgemeinen Sinn muss die L2_ARQ-Einheit zu jeder Zeit während des
Protokollbetriebes in der Lage sein, Information über die
Inhalte von ihrem Sendepuffer in Form von den L3-Dateneinheiten bereitzustellen. Diese
Information können
die Identitäten
der L3-Dateneinheiten in Übereinstimmung
mit jedem geeigneten Adressschema oder die L3-Dateneinheiten selbst
sein, wobei diese L3-Dateneinheiten diejenigen sind, für die die
verknüpften
L2_ARQ-Dateneinheiten nicht voll von der gleichrangigen Einheit
bestätigt
wurden.
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Nun
wird ein Beispiel beschrieben, in dem eine Verbindungsrücksetzung
auftritt, z.B. das Zurücksetzen
der Nummerierung der Dateneinheit, ohne eine Übergabe. Mit anderen Worten
bleiben die sendenden und empfangenden Gleichrangigen die gleichen,
aber die Nummerierung der I-Modus-Dateneinheiten wird zurückgesetzt,
z.B. auf Grund einer gegebenen Fehlerbedingung. In diesem Fall nummeriert
der sendende Gleichrangige einfach die L2_ARQ-Dateneinheiten in
seinem Sendepuffer neu, in einer solchen Weise, dass die erste L2_ARQ-Dateneinheit
der neuen Abfolge die erste L2_ARQ-Dateneinheit ist, die mit der letzten
L3-Dateneinheit verknüpft
ist, die nicht vollständig
bestätigt
wurde. Mit anderen Worten, wenn das in 5 gezeigte
Beispiel betrachtet wird, falls man annimmt, dass L2#1–L2#3 bestätigt wurden,
was bedeutet, dass L3#1 bestätigt wurde,
beginnt die neue Sequenz mit L2#3 als ihrer ersten Dateneinheit,
da L3#2 vor der Zurücksetzung
nicht voll bestätigt
wurde. In dieser Art und Weise gibt es keine Möglichkeit des Datenverlustes
im Verlauf der Zurücksetzung.
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In
dem gerade beschriebenen Beispiel wird die Abfolge beibehalten,
die vor der Verbindungsrücksetzung
erhalten wurde. Vorzugsweise wird die Verbindungsrücksetzung
durch zusätzliches
Neusegmentieren der L3-Dateneinheiten durchgeführt, für die nicht alle L2_ARQ-Dateneinheiten
bestätigt
wurden. Mit anderen Worten, wenn die obige Annahme angenommen wird,
dass L2#1–L2#3
bestätigt
wurden, würden
L3#2 und L3#3 neusegmentiert, so dass die erste L2_ARQ-Dateneinheit
der Zurücksetzungsabfolge
lediglich mit L3#2 verknüpft
würde.
Wie gesehen werden kann hat dies den Vorteil, dass der Endteil von
L3#1 nicht unnötiger Weise
neu übertragen
wird, z.B. in einem allgemeinen Sinn, dass es keine unnötige Neuübertragung
von Daten gibt.
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Es
kann erwähnt
werden, dass für
die obigen Beispiele es keinen Unterschied macht, ob der sendende Gleichrangige
in der mobilen Station oder in dem Netzwerkknoten ist.
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Nun
wird die Situation einer Übergabe
beschrieben.
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Gemäß einer
Ausführung
wird, wenn eine Übergabe
auftritt, die in einem Bewegen der L2_ARQ-Protokollausführung zu
einem neuen physikalischen Knoten resultiert, die alte L2_ARQ-Einheit
beendet und eine neue L2_ARQ-Einheit wird gestartet. Bevor die alte
Einheit beendet wird, werden die Inhalte des Sendepuffers, z.B.
die unbestätigten
L3-Dateneinheiten, an die neu aufgebaute L2_ARQ-Einheit übertragen.
Die neue Einheit nimmt dann die Übertragung
startend mit den unbestätigten
L3-Dateneinheiten
wieder auf, die von der beendeten L2_ARQ-Einheit empfangen wurden.
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Mit
anderen Worten gemäß der vorliegenden
Erfindung startet die neue L2_ARQ-Einheit das Senden der ersten
L2_ARQ-Dateneinheit,
die mit der letzten L3-Dateneinheit verknüpft ist, die nicht vollständig vor
der Beendigung der alten L2_ARQ-Einheit bestätigt wurde. In dieser Art und
Weise wird, ähnlich
zu dem obigen Beispiel eine Zurücksetzung
ohne Übergabe,
die vollständige Übertragung
aller L3-Dateneinheiten gesichert, ohne die Notwendigkeit einen
ARQ-Modus auf einem höheren
Level laufen zu lassen, um gegen solche Verluste zu schützen. Ebenso
ist auf Grund der Tatsache, dass L3-Dateneinheiten weitergeleitet werden,
eine Inter-System-Übergabe
kein Problem. Mit anderen Worten brauchen keine Zustandsvariablen
weitergeleitet werden und der neue Knoten kann die L3-Dateneinheiten
in seiner eigenen besonderen Art und Weise handhaben, z.B. gemäß seinem
besonderen L2_ARQ-Protokoll.
Dies bedeutet insbesondere, dass die L3-Dateneinheiten in dem neuen Knoten zum
Beispiel unterschiedlich neusegmentiert werden können.
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Die
Mechanismen, mit denen unbestätigte
L3-Dateneinheiten zwischen der alten und der neuen L2_ARQ-Einheit übertragen
werden, können
in einer geeigneten und gewünschten
Art und Weise in Übereinstimmung
mit der spezifischen Hardware und den beteiligten Protokollen ausgewählt werden.
In dem Netzwerk kann die Übertragung
von unbestätigten
L3-Dateneinheiten zum Beispiel durch „Zurückdrücken" der Dateneinheiten an das Kernnetzwerk
durchgeführt
werden, das sich dann um die Dateneinheitenlieferung/-übertragung an
die neue L2_ARQ-Einheit
kümmert.
Das kann sehr nützlich
im Falle einer Inter-System-Übergabe
sein, bei der die unterschiedlichen Funkzugriffnetzwerke nicht miteinander
verbunden sind. Eine Alternative ist die, dass die alten Netzwerkknoten
die L3-Dateneinheiten
direkt an den neuen Netzwerkknoten übertragen, falls der neue Knoten
bekannt ist. Diese Alternative ist vorteilhaft bei einer Intra-System-Übergabe.
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Wenn
der Dateneinheitensender in der mobilen Station ist, können zwei
unterschiedliche Übergabeprozeduren
für die
L2_ARQ-Einheit unterschieden werden. Im Falle einer Intra-System-Übergabe
muss die L2_ARQ-Einheit lediglich eine Zurücksetzung durchführen. Dies
kann die Neunummerierung der bereits segmentierten L2_ARQ-Dateneinheiten
oder die Neusegmentierung und/oder Neuverkettung der Sendepufferinhalte
einschließen,
nach der das Protokoll neu gestartet wird. Wenn eine Inter-System-Übergabe
durchgeführt wird,
müssen
die unbestätigten
L3-Dateneinheiten an die neue L2_ARQ-Einheit übertragen werden. Diese Einheit
kann in dem gleichen physikalischen Gerät (mechanisches/elektronisches
Stück,
Chip, CPU, usw.) oder in einem unterschiedlichem physikalischen
Gerät aufgeführt werden,
das in der gleichen mobilen Station lokalisiert ist. Die genauen
Details einer solchen Übertragung von
z.B. L2_ARQ (RAN1) zu L2_ARQ (RAN2) der mobilen Station 500 in 4 hängen von
der genauen Natur der Funkzugriffsnetzwerke, der verwendeten Protokolle,
der Hardware des Funknetzwerks und der mobilen Station, usw. ab,
Es ist klar, dass dies in jeder geeigneten oder wünschenswerten
Art und Weise unter den spezifischen Bedingungen der Situation durchgeführt werden
kann.
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Gemäß einer
anderen Ausführung
wird die Übergabe
nicht durch eine Direktübertragung
der L3-Dateneinheiten, die in dem Sendepuffer verblieben sind, durchgeführt, sondern
viel eher wird eine Multicast-Gruppe gebildet. Insbesondere wird
ein Satz von zumindest zwei L2_ARQ-Einheiten in dem Netzwerk erzeugt,
das eine Multicast-Gruppe bildet, z.B. ein IP-Multicast-Gruppe. Lediglich eine der
L2_ARQ-Einheiten aus der Gruppe kommuniziert gleichzeitig mit der
gleichrangigen Einheit in der mobilen Station und diese L2_ARQ-Einheit wird
als die „bedienende" L2_ARQ-Einheit bezeichnet.
Der Rest der L2_ARQ-Einheiten
in der Multicast-Gruppe weisen keine Gleichrangiger-zu-gleichrangiger-Kommunikation
mit den mobilen Stationen auf und werden als die „passiven" L2_ARQ-Einheiten
bezeichnet.
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Die
Teilnehmer der Multicast-Gruppe können in jeder geeigneten oder
gewünschten
Art und Weise ausgewählt
werden. Vorzugsweise umfasst in einem zellularen Kommunikationssystem
die Gruppe alle Knoten, die potentielle Übergabekandidaten sind, z.B.
die Knoten, die mit den Zellen verknüpft sind, die benachbart zu
den Zellen sind, in denen die mobile Station gegenwärtig lokalisiert
ist. Natürlich
ist dies lediglich ein Beispiel und andere Kriterien sind möglich, um
die Mitglieder der Gruppe zu bestimmen.
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Es
kann erwähnt
werden, dass die Multicast-Gruppe, die aus L2_ARQ-Einheiten besteht,
nicht eine feste Gruppe ist, sondern in Übereinstimmung damit angepasst
werden kann, wie die mobile Station sich umher bewegt. Wenn sich
zum Beispiel die mobile Station von einer Zelle zu einer anderen
bewegt, werden die passiven Mitglieder der Multicast-Gruppe zu den
Zellen geändert,
die um die neue Zelle herumliegen. Mit anderen Worten kann, wenn
sich die mobile Station in dem Netzwerk umherbewegt, ein passives
Mitglied der Gruppe gelöscht
werden und neue können
zu der Gruppe hinzugefügt
werden.
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Es
gibt unterschiedliche Möglichkeiten
die Multicast-Gruppe zu verwenden, um eine Übergabe durchzuführen. Gemäß einer
Alternative arbeiten die L2_ARQ-Gleichrangigen in der gleichen Weise
wie zuvor beschrieben, z.B. die L3-Dateneinheiten werden zurückbehalten,
für die
nicht alle verknüpften
L2_ARQ-Dateneinheiten
bestätigt
wurden. Wenn dann die Übergabe
durchgeführt
wird, werden die unbestätigten
L3-Dateneinheiten an die gesamte Gruppe gesendet und die neue bedienende
L2_ARQ-Einheit nimmt
die Übertragung startend
mit den Multicast-Dateneinheiten
wieder auf, z.B. wird die erste Dateneinheit mit der letzten L3-Dateneinheit
verknüpft,
für die
nicht alle verknüpften
L2_ARQ-Dateneinheiten vor der Übergabe
bestätigt
wurden. Obwohl diese Lösung
das Übertragen
einer größeren Datenmenge
als in den vorherigen Ausführungen
zur Folge hat, weist diese den Vorteil auf, dass der bedienende
Knoten nicht wissen muss, an welchen Knoten die L2_ARQ-Kommunikation übergeben
wird.
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Gemäß einer
anderen Alternative führen
die L2_ARQ-Gleichrangigen
wieder die Pufferverwaltung wie oben beschrieben durch, bis eine
Bedingung auftritt, die anzeigt, dass eine Übergabe durchgeführt werden müsse. Dann
kann ein entsprechender Steuerprozess, der die Übergabe vorhersagt, den Start
einer Multicast-Sitzung auslösen.
Wenn der Start ausgelöst
wird, beginnt die L2_ARQ mit dem Senden der unbestätigten L3-Dateneinheiten,
die gegenwärtig
in ihrem Sendepuffer innewohnen. Die gesamte Multicast-Gruppe empfängt dann
die neuen L3-Dateneinheiten. Entweder das Kernnetzwerk oder die
bedienende L2_ARQ-Einheit sind verantwortlich für diese Übertragung. Die bedienende
L2_ARQ-Einheit setzt es dann zusätzlich
fort, regulär
Multicast-Nachrichten zu senden, um die passiven L2_ARQ-Einheiten
zu informieren, welche L3-Dateneinheiten
aus den Sendepuffern entfernt werden können. Das heißt Information über die
L3-Dateneinheiten, die von der gleichrangigen L2_ARQ-Einheit bestätigt wurden,
werden gesendet. Wenn eine Übergabe
auftritt, sendet die bedienende L2_ARQ-Einheit eine Dateneinheit-Enfernnachricht,
falls neue L3-Dateneinheiten bestätigt wurden, seit die letzte
Löschnachricht
gesendet wurde. Alternativ kann die bedienende L2_ARQ, die die Kommunikation übergibt,
eine Multicast-Nachricht übertragen,
die anzeigt mit welchen L3-Dateneinheiten nach
der Übergabe
das Senden fortgesetzt werden soll.
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Um
das obige System zu erreichen muss irgendeine Art von Adressschema
für die
L3-Dateneinheiten verwendet werden. Jedes geeignete oder gewünschte Schema,
das eindeutig die L3-Dateneinheiten
identifiziert, und im Falle einer In-Reihenfolge-Lieferung der L3-Dateneinheiten
die interne Reihenfolge identifiziert, kann verwendet werden.
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Ein
Beispiel für
ein Adressschema ist die Verwendung einer Abfolgenummerierung für jede L3-Dateneinheit.
Die genaue Implementierung solch eines Schemas, z.B. der Natur eines
gemeinsamen Protokolls zwischen den Mitgliedern der Multicast-Gruppe, ist von keiner
Relevanz für
die vorliegende Erfindung so lange die oben beschriebene Funktion
gegeben ist.
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Bisher
wurde die Pufferverwaltung und Handhabung von L2_ARQ-Dateneinheiten in
einem Bestätigungsmodus
(dem I-Modus) erörtert.
Die Verwaltung der L2_ARQ-Dateneinheiten des Nicht-Bestätigungs-Modus
(UI-Modus) in dem Sendepuffer ist etwas unterschiedlich, aber die
Handhabung nach einer Zurücksetzung oder
einer Übergabe
ist im Wesentlichen die Gleiche. Insbesondere werden die L2_ARQ-Dateneinheiten,
die in den UI-Schlangen
sind, einfach gelöscht
oder entfernt, nachdem sie gesendet wurden. In diesem Sinn reflektieren
die Inhalte der UI-Schlange in dem Sendepuffer immer die Dateneinheiten,
die noch nicht gesendet wurden. Wenn eine Zurücksetzung oder eine Übergabe
auftritt, setzt die neue L2_ARQ-Einheit einfach das Verfahren durch
Senden derjenigen L2_ARQ-Dateneinheiten des UI-Modus fort, die noch
nicht gesendet wurden. Das Verfahren des Bringens der L3-Dateneinheiten,
die noch nicht gesendet wurden, von der alten L2_ARQ-Einheit an
die neue L2_ARQ- Einheit
während
einer Übergabe
ist genauso, wie für
die I-Modus-L2_ARQ-Dateneinheiten
beschrieben. Mit anderen Worten kann dies durch eine Direktübertragung,
durch Zurückdrücken durch
das Kernnetzwerk oder in der Art der oben beschriebenen Multicast-Gruppe
durchgeführt
werden.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführung
werden die UI-Modus-Dateneinheiten
jedoch etwas unterschiedlich behandelt, nämlich im Falle einer Zurücksetzung
oder einer Übergabe
werden all diejenigen L2_ARQ-Dateneinheiten, die mit einer L3-Dateneinheit verknüpft sind,
für die
lediglich ein Teil der L2_ARQ-Dateneinheiten gesendet wurde, vor
dem Wiederbeginnen des Sendens nach der Zurücksetzung oder der Übergabe
gelöscht.
Dies hat den Vorteil, dass eine unnötige Übertragung von L2_ARQ-Dateneinheiten
vermieden werden kann. Insbesondere ist eine Funktionalität des L2_ARQ-Protokolls
diejenige der Fehlerfeststellung, was eine Durchführung einer
Fehlerüberprüfung und
Löschen
von L3-Dateneinheiten meint, bei denen Übertragungsfehler aufgetreten
sind. Typischer Weise ist im Verlauf einer Zurücksetzung oder einer Übergabe,
bei der Teile einer gegebenen L3-Dateneinheit gesendet wurden, die
gegebene L3-Dateneinheit unvollständig und wird daher entfernt.
Als eine Konsequenz ist das Senden der verbleibenden L2_ARQ-Dateneinheiten, die
mit der gegebenen L3-Dateneinheit verknüpft sind, überflüssig.
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Wie
bereits zuvor erwähnt
ist eine der Vorteile der vorliegenden Erfindung, dass kein ARQ-Modus oberhalb
des L2_ARQ-Levels laufengelassen werden muss. Jedoch wird es vorgezogen,
dass das L2_ARQ-Protokoll irgendeine Art von Fehlerüberprüfung und
Fehlersteuerung implementiert. Zum Beispiel sollte der Empfang von
fehlerhaften L3-Dateneinheiten erkannt werden und diese fehlerhaften
Dateneinheiten sollten gelöscht
werden. In dieser Art und Weise wird das System der vorliegenden
Erfindung besonders effektiv, da dann diejenigen I-Modus-L2_ARQ-Dateneinheiten,
die lediglich einen Teil einer L3-Dateneinheit bilden, entfernt
werden und auf Grund der Pufferverwaltung der vorliegenden Erfindung
wird die vollständige L3-Dateneinheit
danach gesendet (siehe obige Beschreibung der Zurücksetzung
und Übergabe
in Bezug auf I-Modus-L2_ARQ-Dateneinheiten),
so dass die vollständige Übertragung
der L3-Dateneinheiten gesichert ist.
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Folglich
ist die L2_ARQ-Implementierung nicht nur in der Lage, Fehlerfeststellung
auf dem L2_ARQ-Level durchzuführen
(z.B. wie typischer Weise mit dem Bestätigungsmodus für L2_ARQ-Dateneinheiten verknüpft), sondern
ist ebenso in der Lage, eine Fehlerfeststellung auf dem L3-Level
durchzuführen.
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Einer
der wichtigen Vorteile der vorliegenden Erfindung ist, dass diese
lediglich Modifikationen einer Dateneinheiten-Sendevorrichtung benötigt. Dies vereinfacht die
Implementierung der vorliegenden Erfindung in existierende Systeme
stark.
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Bezugszeichen
in den Ansprüchen
sind für
ein besseres Verständnis
vorgesehen und beschränken nicht
den Umfang.