(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択的に自動再送信要求を繰り返し利用する半信頼性再送信プロトコルを使用して、データパケットを送信する電気通信システムであって、
複数の前記データパケットを含むサービスデータユニットを受信するデータリンク層を内部に有する送信機であって、前記データリンク層が、前記サービスデータユニットを少なくとも１つのプロトコルデータユニットに分割する送信機と、
前記送信機の内部に、前記サービスデータユニットの再送信タイムアウトを監視するディスカードタイマであって、前記データリンク層で前記サービスデータユニットが受信される場合に所定値で初期化されるディスカードタイマと、
エアインタフェースを介して前記送信機から前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットを受信し、かつ該少なくとも１つのプロトコルデータユニットが正常に受信されていると判定した後、該エアインタフェースを介して前記送信機へ応答確認メッセージを送信する受信機とを備え、
前記サービスデータユニットは、前記応答確認メッセージが前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットに対して送信されず、かつ前記ディスカードタイマが切れている場合、前記送信機及び前記受信機によって破棄される
ことを特徴とする電気通信システム。
【請求項２】
前記送信機は、更に、
前記サービスデータユニットを前記データリンク層へ送信するネットワーク層と、
前記データリンク層から前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットを受信し、前記エアインタフェースを介して該少なくとも１つのプロトコルデータユニットを前記受信機へ送信する物理層と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電気通信システム。
【請求項３】
前記受信機は、更に、
前記エアインタフェースを介して前記送信機から前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットを受信する物理層と、
前記物理層から前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットを受信し、正常に受信されている該少なくとも１つのプロトコルデータユニットのそれぞれに対する前記応答確認メッセージを送信し、かつ該少なくとも１つのプロトコルデータユニットを前記サービスデータユニットに組み立てるデータリンク層と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電気通信システム。
【請求項４】
前記送信機は、更に、
前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットそれぞれに対して前記応答確認メッセージが受信されるまで、あるいは前記ディスカードタイマが切れるまで、該少なくとも１つのプロトコルデータユニットを記憶する送信バッファと
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電気通信システム。
【請求項５】
前記送信機は、更に、
前記ディスカードタイマが切れ、かつ前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットそれぞれに対する前記応答確認メッセージが受信されない場合、前記受信機へ「移動受信ウインドウ」要求メッセージを送信する手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電気通信システム。
【請求項６】
前記受信機は、更に、
前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットを記憶する受信バッファを備え、該少なくとも１つのプロトコルデータユニットは、前記「移動受信ウインドウ」要求メッセージが受信される場合に前記受信バッファから削除される
ことを特徴とする請求項５に記載の電気通信システム。
【請求項７】
前記送信機は、更に、
前記「移動受信ウインドウ」要求メッセージの受信時間を監視する再送信タイマを備え、前記再送信タイマは該「移動受信ウインドウ」要求メッセージが前記送信機によって送信される場合に初期化され、該送信機は該再送信タイマが切れ、かつ「移動受信ウインドウ」応答確認メッセージが該送信機で受信されない場合に該「移動受信ウインドウ」要求メッセージを該受信機へ再送信する
ことを特徴とする請求項６に記載の電気通信システム。
【請求項８】
前記サービスデータユニットは、それに付随するヘッダを有し、前記ヘッダは前記ディスカードタイマに対するデフォルト値を記憶する専用フィールドを有している
ことを特徴とする請求項１に記載の電気通信システム。
【請求項９】
前記デフォルト値は、前記データパケット内のデータに対して許容される最大再送信遅延に基づいている
ことを特徴とする請求項８に記載の電気通信システム。
【請求項１０】
前記データリンク層での前記サービスデータユニットの到着時間と該データリンク層での次のサービスデータユニットの到着時間間の時間間隔を監視する前記送信機内のインターバルタイマを更に備え、前記インターバルタイマは、該サービスデータユニットが該データリンク層によって受信される場合に初期化され、前記次のサービスデータユニットは、該次のサービスデータユニットが該データリンク層によって受信され、かつ前記ディスカードタイマが切れていない場合の該インターバルタイマの現在値のタイムスタンプが付加される
ことを特徴とする請求項１に記載の電気通信システム。
【請求項１１】
選択的に自動再送信要求を繰り返し利用する半信頼性再送信プロトコルを使用して、エアインタフェースを介してデータパケットを受信機へ送信する送信機であって、
複数の前記データパケットを含むサービスデータユニットを受信するデータリンク層であって、前記サービスデータユニットを少なくとも１つのプロトコルデータユニットに分割するデータリンク層と、
前記サービスデータユニットの前記受信機への再送信タイムアウトを監視するディスカードタイマとを備え、
前記ディスカードタイマは、前記データリンク層で前記サービスデータユニットが受信される場合に所定値で初期化され、
前記サービスデータユニットは、前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットそれぞれに対する応答確認メッセージが受信されず、かつ前記ディスカードタイマが切れている場合、前記データリンク層によって破棄される
ことを特徴とする送信機。
【請求項１２】
前記サービスデータユニットを前記データリンク層へ送信するネットワーク層と、
前記データリンク層から前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットを受信し、前記エアインタフェースを介して該少なくとも１つのプロトコルデータユニットを受信機へ送信する物理層と
を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
【請求項１３】
前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットそれぞれに対して前記応答確認メッセージが受信されるまで、あるいは前記ディスカードタイマが切れるまで、該少なくとも１つのプロトコルデータユニットを記憶する送信バッファと
を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
【請求項１４】
前記ディスカードタイマが切れ、かつ前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットそれぞれに対する前記応答確認メッセージが受信されない場合、受信機へ「移動受信ウインドウ」要求メッセージを送信する手段と
を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
【請求項１５】
前記「移動受信ウインドウ」要求メッセージの受信時間を監視する再送信タイマを更に備え、前記再送信タイマは該「移動受信ウインドウ」要求メッセージが前記送信機によって送信される場合に初期化され、該送信機は、該再送信タイマが切れ、かつ「移動受信ウインドウ」応答確認メッセージが該送信機で受信されない場合に該「移動受信ウインドウ」要求メッセージを再送信する
ことを特徴とする請求項１４に記載の送信機。
【請求項１６】
前記サービスデータユニットは、それに付随するヘッダを有し、前記ヘッダは前記ディスカードタイマに対するデフォルト値を記憶する専用フィールドを有している
ことを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
【請求項１７】
前記デフォルト値は、前記データパケット内のデータに対して許容される最大再送信遅延に基づいている
ことを特徴とする請求項１６に記載の送信機。
【請求項１８】
前記データリンク層での前記サービスデータユニットの到着時間と該データリンク層での次のサービスデータユニットの到着時間間の時間間隔を監視するインターバルタイマを更に備え、前記インターバルタイマは、該サービスデータユニットが該データリンク層によって受信される場合に初期化され、前記次のサービスデータユニットは、該次のサービスデータユニットが該データリンク層によって受信され、かつ前記ディスカードタイマが切れていない場合の該インターバルタイマの現在値のタイムスタンプが付加される
ことを特徴とする請求項１１に記載の送信機。
【請求項１９】
選択的に自動再送信要求を繰り返し利用する半信頼性再送信プロトコルを使用して、エアインタフェースを介してデータパケットを送信機から受信機へ送信する方法であって、
複数の前記データパケットを含むサービスデータユニットを、前記送信機内のデータリンク層によって受信する工程と、
前記データリンク層によって、前記サービスデータユニットを少なくとも１つのプロトコルデータユニットに分割する工程と、
前記サービスデータユニットが前記データリンク層によって受信される場合に、前記送信機内の、前記サービスデータユニットの再送信タイムアウトを監視するディスカードタイマを所定値で初期化する工程と、
エアインタフェースを介して前記少なくとも１つのプロトコルデータを前記送信機から前記受信機へ送信する工程と、
前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットが正常に受信されていると判定した後、前記エアインタフェースを介して前記受信機から前記送信機へ応答確認メッセージを送信する工程と、
前記応答確認メッセージが前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットに対して送信されず、かつ前記ディスカードタイマが切れている場合、前記サービスデータユニットを前記送信機及び前記受信機によって破棄する工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットそれぞれに対して前記応答確認メッセージが受信されるまで、あるいは前記ディスカードタイマが切れるまで、該少なくとも１つのプロトコルデータユニットを前記送信機内の送信バッファに記憶する工程を
更に備えることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記破棄する工程は、更に、
前記ディスカードタイマが切れ、かつ前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットそれぞれに対する前記応答確認メッセージが受信されない場合、前記送信機から前記受信機へ「移動受信ウインドウ」要求メッセージを送信する工程と
を備えることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記破棄する工程は、更に、
前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットを前記受信機内の受信バッファに記憶する工程と、
前記「移動受信ウインドウ」要求メッセージが受信される場合に前記受信バッファから前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットを削除する工程と
を備えることを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記破棄する工程は、更に、
前記「移動受信ウインドウ」要求メッセージが前記送信機によって送信される場合に再送信タイマを初期化する工程と、
前記再送信タイマが切れ、かつ「移動受信ウインドウ」応答確認メッセージが前記送信機によって受信されていない場合に、前記「移動受信ウインドウ」要求メッセージを前記受信機へ再送信する工程と
を備えることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記サービスデータユニットが前記データリンク層によって受信される場合にインターバルタイマを初期化する工程と、
前記データリンク層によって次のサービスデータユニットを受信する工程と、
前記データリンク層によって受信される前記次のサービスデータユニットへタイムスタンプを付加する工程とを更に備え、前記タイムスタンプは、前記ディスカードタイマが切れていない場合の該インターバルタイマの現在値である
ことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
前記サービスデータユニットに付随する前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットそれぞれに対する前記応答確認メッセージが前記送信機で受信される場合、あるいは前記ディスカードタイマのタイマ期間が満了する場合に、前記ディスカードタイマを停止する工程と、
前記次のサービスデータユニットに対して前記ディスカードタイマを前記タイムスタンプ値で再初期化する工程と
を更に備えることを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
選択的反復自動再送信要求方法を繰り返し利用する半信頼性再送信プロトコルを使用して、エアインタフェースを介してデータパケットを送信機から受信する受信機であって、
前記エアインタフェースを介して、複数の前記データパケットを含むサービスデータユニットを分割したプロトコルデータユニットの少なくとも１つを前記送信機から受信する手段と、
前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットが正常に受信されたことを判定した後、前記エアインタフェースを介して応答確認メッセージを前記送信機へ送信する手段と、
前記選択的反復自動再送信要求方法を使用して、正常に受信されていない前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットのそれぞれの再送信を要求する手段と、
前記応答確認メッセージの送信前に、前記サービスデータユニットの前記再送信タイムアウトを監視するディスカードタイマが切れている場合、前記送信機から移動受信ウインドウ要求メッセージを受信する手段と、
前記移動受信ウインドウ要求メッセージの受信において、前記サービスデータユニットを破棄する手段とを備え、
前記サービスデータユニットは、それに付随するヘッダを有し、前記ヘッダは前記ディスカードタイマに対するデフォルト値を記憶する専用フィールドを有している
ことを特徴とする受信機。
【請求項２７】
前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットを記憶する受信バッファを更に備え、前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットは、前記移動受信ウインドウ要求メッセージの受信において、前記受信バッファから削除される
ことを特徴とする請求項２６に記載の受信機。
【請求項２８】
前記デフォルト値は、前記データパケット内のデータに対して許容される最大再送信遅延に基づいている
ことを特徴とする請求項２６に記載の受信機。
【請求項２９】
選択的に自動再送信要求を繰り返し利用する半信頼性再送信プロトコルを使用して、エアインタフェースを介してデータパケットを受信機へ送信機から送信する方法であって、
複数の前記データパケットを含むサービスデータユニットを、前記送信機内のデータリンク層で、少なくとも１つのプロトコルデータユニットへ分割する工程と、
前記サービスデータユニットが前記データリンク層によって受信される場合に、前記サービスデータユニットの前記受信機への再送信タイムアウトを監視するディスカードタイマを所定値で初期化する工程と、
前記エアインタフェースを介して、前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットを前記送信機から前記受信機へ送信する工程と、
前記ディスカードタイマ切れの前に、前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットのそれぞれに対して、応答確認メッセージが受信されない場合、前記サービスデータユニットを破棄する工程と
を備えることを特徴とする方法。
【請求項３０】
前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットそれぞれに対して前記応答確認メッセージが受信されるまで、あるいは前記ディスカードタイマが切れるまで、該少なくとも１つのプロトコルデータユニットを前記送信機内の送信バッファに記憶する工程を更に備える
ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３１】
前記破棄する工程は、更に、
前記ディスカードタイマ切れにおいて、前記送信機から前記受信機へ移動受信ウインドウ要求メッセージを送信する工程を備える
ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３２】
前記破棄する工程は、更に、
前記移動受信ウインドウ要求メッセージの送信において、再送信タイマを初期化する工程と、
前記受信機からの移動受信ウインドウ応答確認メッセージの受信前に、前記再送信タイマが切れる場合、前記受信機へ前記移動受信ウインドウ要求メッセージを再送信する工程と
を備えることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記送信機内のデータリンク層によって、前記サービスデータユニットの受信において、インターバルタイマを初期化する工程と、
前記データリンク層によって、次のサービスデータユニットを受信する工程と、
前記データリンク層によって受信された前記次のサービスデータユニットにタイムスタンプを付加する工程とを更に備え、前記タイムスタンプは、前記ディスカードタイマが切れていない場合の前記インターバルタイマの現在値である
ことを特徴とする請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
前記サービスデータユニットに付随する前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットそれぞれに対する前記応答確認メッセージが前記送信機によって受信される場合、あるいは前記ディスカードタイマのタイマ期間が満了する場合、前記ディスカードタイマを停止する工程と、
前記タイムスタンプの値で、前記次のサービスデータユニットに対する前記ディスカードタイマを再初期化する工程とを更に備える
ことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
選択的反復自動再送信要求方法を利用する半信頼性再送信プロトコルを使用して、エアインタフェースを介してデータパケットを送信機から受信する方法であって、
前記エアインタフェースを介して、複数の前記データパケットを含むサービスデータユニットを分割した少なくとも１つのプロトコルデータユニットを前記送信機から受信する工程と、
前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットが正常に受信されていることを判定した後、前記エアインタフェースを介して応答確認メッセージを前記送信機へ送信する工程と、
前記選択的自動再送信要求方法を使用して、正常に受信されていない前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットのそれぞれの再送信を要求する工程と、
前記応答確認メッセージの送信前に、前記サービスデータユニットの前記再送信タイムアウトを監視するディスカードタイマが切れている場合、前記送信機から移動受信ウインドウ要求メッセージを受信する工程と、
前記移動受信ウインドウ要求メッセージの受信において、前記サービスデータユニットを破棄する工程とを備え、
前記サービスデータユニットは、それに付随するヘッダを有し、前記ヘッダは前記ディスカードタイマに対するデフォルト値を記憶する専用フィールドを有している
ことを特徴とする方法。
【請求項３６】
前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットを、前記受信機内の受信機に記憶する工程を更に備え、前記少なくとも１つのプロトコルデータユニットは、前記移動受信ウインドウ要求メッセージの受信において、前記受信バッファから削除される
ことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
発明の背景
発明の分野
本発明は、一般的には、エアインタフェースを介して送信機及び受信機間のデータパケット送信を行うセルラー電気通信システム及び方法に関するものであり、特に、エアインタフェースを介してデータパケットの信頼性送信を行うことに関するものである。
本発明の背景及び目的
実質的に誤りから解放される方法で、大量のデジタルデータが送信されかつ受信されなければならないアプリケーションが多く存在する。電気通信及び衛星通信システムでは、特に、エアインタフェースを介するデジタルデータの送信ができる限り正確な方法で完了することが避けられない。しかしながら、デジタルデータの正確な送信及び受信は難しく、これは、エアインタフェースを介するデータ送信に利用される通信チャネルが誤り誘引要素の影響を受けるからである。例えば、このような誤りは、例えば、ノイズ及び歪みのようなチャネル内の過渡状態に起因する可能性があり、あるいは、誤りは、チャネル内の欠陥によって起因する周期的に発生する状態による可能性がある。過度状態あるいは欠陥の存在は、例えば、デジタルデータが正確に送信されないあるいは確実に受信できない結果をもたらす。
【０００２】
デジタルデータは、たいていは、パケット（あるいはブロックあるいはフレーム）で送信され、この場合、各パケットは、フレームチェックシーケンスビットに続いて数バイトの情報を含んでいる。デジタルデータの送信及び受信において発生する誤りは典型的には、「ランダム」チャネル誤り、「バースト」チャネル誤りの２つがある。ランダムチャネル誤りは、１つのビット値が変更されている場合に発生し、一方、バーストチャネル誤りは、連続シーケンス中の隣接ビット値が変更されている場合に発生する。各データパケット内に含まれるフレームチェックシーケンスは、チャネル誤りがいつどこでデータパケットに含められたかを検出するために使用される。
【０００３】
重要なことは、エアインタフェースを介して典型的な同時データ送信が動作している場合の誤りに関する問題に取り組むための方法を見つけることである。例えば、誤り訂正における２つの共通技術には、順方向誤り訂正（ＦＥＣ）及び自動反復要求（ＡＲＱ）がある。ＦＥＣ誤り訂正技術は、送信機に冗長情報を付加し、これは、送信誤りを訂正するために受信機によって使用される、一方、（ＡＲＱ）誤り訂正技術では、受信機は送信機から正しく受信されなかったデータパケットの再送信を要求する。典型的には、ＦＥＣ及びＡＲＱを組み合わせた技術が、送信誤りを回復するために適用される。ＦＥＣとＡＲＱの適用比率は、送信対象のデータタイプに依存する。例えば、音声のようなわずかな遅延しか許されないリアルタイムデータは、通常、ＦＥＣだけで搬送される。一方、ファイル転送のような遅延に関する条件が緩慢なデータに対しては、通常、ＦＥＣ及びＡＲＱの組み合わせが、転送成功確率を最大にするために使用される。
【０００４】
既存データアプリケーションを検査する場合、様々な送信信頼性の条件を確認することができる。例えば、ファイル転送アプリケーションは、高信頼性のある送信が必要であり、これに対して、一時的に重要となるアプリケーション転送情報は適度な送信信頼性だけが必要となる。高信頼性及び適度な信頼性のアプリケーションは、同じ数だけ再送信され、適度な信頼性のアプリケーションの再送信は、より重要なデータの再送信に必要な容量のチャネルを利用することができる。加えて、インターネットでは、時間の制約がある情報の交換を行うアプリケーションの量は増加している。これには、例えば、ストック割当ブロードキャストアプリケーションや、プレイヤー間で位置更新データが交換されるインタラクティブビデオゲームが含まれる。
【０００５】
ＦＥＣ及びＡＲＱの両方を使用するセルラーサービスの信頼度は、現状では、データパケットがドロップされる前に許容される再送信数によって調整されている。例えば、現在の移動通信グローバルシステム（ＧＳＭ）では、再送信カウンタが所定値を越えると、受信機及び送信機の両方は、自身のバッファ全体を解放し、すべてのカウンタ及びタイマが再初期化される。ＧＳＭ再送信タイムアウト機構は、高データ信頼性を必要とする多くのアプリケーションを満足しないものである、これは、シーケンス外で受信されたデータパケットを含むすべてのデータパケットが再送信タイムアウトによって損失されるからである。別の方法には、無線リンクプロトコルのＩＳ−９５に対して採用されている方法がある。この方法では、データパケットは、多くても２回再送信される。その後、受信機は、どんなことがあろうと（データが破壊されていようがいまいが）そのデータパケットを送信機へ送信する。多くのパケットベースのシステムのような可変チャネルレートのシステムでは、許容される再送信数が直接有限遅延に反映されない。つまり、エアインタフェースを介してデータパケットを最適に送信するために、セルラーサービスに対する送信信頼レベルを設定する必要が生じる。
【０００６】
それゆえ、本発明の目的は、再送信プロトコルに対して送信信頼性を設定することである。
本発明の要約
本発明の実施形態は、ＡＲＱ誤り補正及びデータパケットの分解及び組立の両方を選択的に繰り返し利用する半信頼性再送信プロトコルを実現する電気通信システム及び方法に関するものである。この新規な半信頼性再送信プロトコルは、再送信タイムアウトを始動するディスカードタイマを含んでいる。つまり、再送信タイムアウトは、どのようなチャネルレートにも無関係であり、かつ破壊されたデータパケットのエアインタフェースを介する再送信に対して許容される最大遅延に基づいて定義することが可能である。送信機でデータパケットが受信される毎に、データパケットの送信時間を監視するディスカードタイマは初期化される。データパケット送信中にディスカードタイマが切れると、このデータパケットには、送信機で破棄されたことがマークされ、かつ受信機で破棄されるデータパケットを搬送する受信機によって受信される送信を補償するために、「移動受信ウインドウ」要求メッセージがその受信機へ送信される。ディスカードタイマの値は、ネットワークのサービス品質（ＱｏＳ）レベルに依存して様々な方法で設定することができる。本発明の一実施形態では、ディスカードタイマ値は、パケット内に含まれるデータのタイプに対して許容される最大遅延に従って設定することができる。
実施形態の詳細説明
本願のいくつかの新規な技術を、実施形態を参照して説明する。しかしながら、この実施形態は、本明細書での新規な技術を使用して得られる多くの効果のいくつかの例を挙げているに過ぎないことが理解されるべきである。一般的には、本願の明細書で示される説明は、請求項で定義される様々な発明の範囲を限定するものではない。また、いくつかの説明は、本発明のいくつかの構成及び他の構成に適用することができる。
【０００７】
開放型システム間相互接続（ＯＳＩ）モデルは、メインフレーム環境の使用における国際標準化機構（ＩＳＯ）によって１９８０年代の初頭に開発された。この規約では、端末及びモデムを含む他の装置と通信するメインフレームコンピュータに対して必要な処理及び機構を提供している。ＯＳＩモデルは、例えば、ファイル転送あるいは音声送信を実現するアプリケーションを実行するために、データ送信を３つの基本機能（プロセス、トランスポート及びネットワーク）に分割している。プロセス機能は、使用するアプリケーションに固有なプロトコルを使用し、一方、トランスポート機能は、ネットワークを介して信頼性のあるデータ送信を提供する処理機能とのインタフェースを実現する。例えば、トランスポート機能は、誤り検出及び訂正を提供し、かつデータのセグメントをシーケンス化するような他のタスクを提供する。そして、ネットワーク機能は、ネットワークを介してデータを宛先ノードへ実際に転送する機構を提供する。
【０００８】
図１を参照すると、ＯＳＩモデルはプロセス機能、トランスポート機能及びネットワーク機能を示すとともにこれらの機能は、アプリケーション１０、プレゼンテーション２０、セッション３０、トランスポート４０、ネットワーク５０、データリンク６０及び物理７０の７つの層に分けられる。各層は、上述及び以下に示す層へサービスを提供する。例えば、物理層７０はデータリンク層６０へサービスを提供し、一方で、データリンク層６０はネットワーク層５０と物理層７０へサービスを提供し、以下同様に各層が隣接する層へサービスを提供する。しかしながら、各層は独立しているため、任意の層での機能交換をしたとしても、他の層への機能への影響は生じない。
【０００９】
最下層である物理層７０は、ネットワークを介してデジタルデータを送信用ビットストリームに変換することが可能な層である。データリンク層６０は、２つの装置、例えば、送信機及び受信機間の通信信頼性を提供する。例えば、図２を参照すると、エアインタフェース２４０を介して送信機２００から受信機２５０へデータが送信される場合、送信機２００のネットワーク層５０ａは、典型的にはいくつかのデータパケット２１５からなるサービスデータユニット（ＳＤＵ）２１０を送信機２００のデータリンク層６０ａへ送信する。送信機２００のデータリンク層６０ａは、ＳＤＵ２１０を複数のプロトコルデータユニット（ＰＤＵ群）２２０へ分割し、このプロトコルデータユニットは、例えば、１５００バイト長のＳＤＵ２１０に対し、所定長、例えば、４０バイト長を有している。これらのＰＤＵ２２０は、データリンク層６０ａの送信バッファ２３０に記憶され、エアインタフェース２４０を介してＰＤＵ２２０内のデジタルデータを送信用ビットストリームに変換するために送信機２００の物理層７０ａを通して受信機２５０の物理層７０ｂへ送信される。
【００１０】
ＰＤＵ２２０という表現は、例えば、送信機２００のデータリンク層６０ａと受信機２５０のデータリンク層６０ｂのような２つの同位プロトコル間のピアツーピア通信に使用されるデータユニットして参照され、一方、ＳＤＵ２１０は、ネットワーク層５０ａのような高層から受信されるデータユニットとして参照されることが理解されるべきである。つまり、送信機２００のデータリンク層６０ａがネットワーク層５０ａからＳＤＵ２１０を受信し、ＳＤＵ２１０を複数のＰＤＵ２２０に分割すると、データリンク層６０ａは、受信機２５０でのＰＤＵ２２０をＳＤＵ２１０への再構築時にデータリンク層６０ｂによって使用されるヘッダ情報２２５を各ＰＤＵ２２０に付加し、これは、受信機２５０のネットワーク層５０ｂ上で処理することができる。
【００１１】
送信機２００の物理層７０ａが、エアインタフェース２４０を介してデータ２１５を含むＰＤＵ２２０を受信機２５０へ送信する場合、データ２１５を送信するために使用される送信機２００と受信機２５０間の通信チャネル２４５には、その送信データ２１５にいくつかの誤りを含ませてしまう可能性がある。いくつかの種類の誤り検出及び訂正技術を、データ２１５の損失を防止するために送信機２００及び受信機２５０で利用することができる。
【００１２】
例えば、受信機の物理層７０ｂは、送信誤りの訂正を試行するために順方向誤り訂正（ＦＥＣ）を適用することができる。しかしながら、ＦＥＣ後、受信機２５０の物理層７０ｂでＰＤＵ２２０の１つに誤りが生じている場合、その破壊されているＰＤＵ２２０は破棄される。その後、データリンク層６０ｂは、受信ＰＤＵ２２０のシーケンス数をチェックすることによって破壊されているＰＤＵ２２０の損失を検出し、破壊されているＰＤＵ２２０を含むＳＤＵ２１０に付随するＰＤＵ２２０を正確に受信バッファ２６０に記憶する。続いて、データリンク層６０ｂは、例えば、自動再送要求（ＡＲＱ）技術を使用して、誤り訂正を試行する。ＡＲＱ技術では、送信機２００のデータリンク層６０ａによって、受信機２５０のデータリンク層６０ｂは、受信機２５０によって正しく受信されないＰＤＵ２２０の再送信を要求する。ＰＤＵ２２０が正しく受信されている場合、受信機２５０のデータリンク層６０ｂは、応答確認メッセージ２７０を送信機２００のデータリンク層６０ａへ送信し、ＰＤＵ２２０を正しく受信したことを送信機２００へ通知する。上述のＦＥＣ及びＡＲＱ誤り検出及び訂正技術の組み合わせが、ネットワークオペレータに依存して変形できることが理解されるべきである。
【００１３】
いくつかの形態のＡＲＱが利用され、かつ特定ＰＤＵ２２０が受信機２５０のデータリンク層６０ｂで正しく受信されない場合、残っているデータ２１５の送信における不必要な遅延を防止するために、多くの既存システムは特定ＰＤＵ２２０を再送信できる回数に制限を設けている。例えば、ＧＳＭでは、再送信カウンタが所定値を越えると、受信機２５０と送信機２００の両方は、自身のバッファ２３０及び２６０全体を解放する。加えて、汎用パケット無線サービス（ＧＰＲＳ）システムでは、送信ウインドウが閉じられるといつでもタイマが初期化される。このタイマ期間には、データリンク層６０の状況は、切断され、かつ再確立される。また、ＩＳ−９５システムでは、データリンク層のＰＤＵ２２０は最大２回再送信され、２回目の再送信後、受信機２５０はＰＤＵ２２０（破壊されていようがいまいが）をネットワーク層５０ｂへ解放する。しかしながら、上述の再送信システムのそれぞれでは、再送信は、（ＳＤＵ２１０の重要性を考慮する）特定ＳＤＵ２１０の再送信によって発生する遅延量に基づく代わりに、固定数の再送信後は不連続となる。加えて、ＧＳＭ及びＩＳ−９５システムは、ＳＤＵ２１０の制限を考慮しない。それゆえ、ＧＳＭ及びＩＳ−９５システムでは、ＳＤＵ２１０の１つのＰＤＵ２２０が破壊されているとしても、送信機２００のデータリンク層６０ａは、ＳＤＵ２１０の途中で再度送信を再開する可能性がある。
【００１４】
それゆえ、本発明の実施形態に従う図３を参照すれば、再送信タイムアウトを始動する送信機２００内にディスカード（discard）タイマ３００を含む新規な半信頼性再送信プロトコルを実現することができる。この新規な半信頼性再送信プロトコルは、図２で併せて説明されるように、ＡＲＱ誤り補正及びＳＤＵの分解及び組立の両方を実行するシステムで使用することができる。しかしながら、ＦＥＣ及びＡＲＱの技術の特定の組み合わせで実現されるこの新規な半信頼性再送信プロトコルが、本明細書で説明される組み合わせに限定されないことに注意すべきである。
【００１５】
新規のディスカードタイマ３００の値は、そのタイマ３００を実現するシステム内のサービス品質（ＱｏＳ）レベルに依存して、様々な方法で設定できる。好ましくは、新規のディスカードタイマ３００は、ＳＤＵ２１０に含まれるデータ２１５のタイプに対して可能な最大遅延に従って設定される。例えば、２つのアプリケーションが自身のＳＤＵ２１０内のデータ２１５を送信し、かつそれらのアプリケーションの１つがもう１つのアプリケーションよりも高い優先度を有している場合、より優先度の高いアプリケーションによって送信されるＳＤＵ２１０は、もう一方のアプリケーションによって送信されるＳＤＵ２１０よりも長いディスカードタイマ３００の値を有することになる。選択的には、遅延変数（不図示）がシステム内の各接続に割当られると、この遅延変数は、ディスカードタイマ３００に対してデフォルト値を設定するために使用することができる。従って、再送信タイムアウトはどのようなチャネルレートにも影響を受けず、かつＳＤＵ２１０に対して許容される最大遅延の実値に基づいている。
【００１６】
送信機２００のデータリンク層６０ａによって、高層、例えば、ネットワーク層５０ａから受信され、少なくとも１つのＰＤＵ２２０に分解され、かつ送信バッファ２３０にＳＤＵ２１０が記憶される毎に、（ＳＤＵ２１０の送信時間を監視する）新規のディスカードタイマ３００が初期化される。本実施形態では、ディスカードタイマ３００の値を含む専用フィールド２０８には、ＳＤＵ２１０のヘッダ２０５を含ませることができる。この値は、例えば、ＳＤＵ２１０を送信するアプリケーションによって設定することができる。ディスカードタイマ３００が特定ＳＤＵ２１０に対して経過すると、この特定ＳＤＵ２１０には、送信機２００の送信バッファ２３０で破棄されたものとしてマークされ、かつ受信機２５０の受信バッファ２６０で破棄される特定ＳＤＵ２１０を搬送する受信機２５０によって受信されるＰＤＵ２２０を補償するために、「移動受信ウインドウ」要求メッセージ２８０が受信機２５０のデータリンク層６０ｂに送信される。例えば、破棄されたＳＤＵ２１０のセグメントを搬送する、先頭及び最終ＰＤＵ２２０以外のすべてのＰＤＵ２２０は受信バッファ２６０から解放される、これはこれらのＰＤＵ２２０が他のＳＤＵ２１０のセグメントを含んでいる場合である。つまり、受信機のデータリンク層６０ｂは、破棄されたＳＤＵ２１０内に任意のＰＤＵ２２０の再送信を決して要求しない。
【００１７】
いくつかのＳＤＵ２１０を１つのＰＤＵ２２０にまとめることをサポートする再送信プロトコルに対し、他のＳＤＵ２１０のセグメントを搬送するＰＤＵ２２０はタイムアウトせず、かつ破棄されるべきでないことに注意すべきである。加えて、「移動受信ウインドウ」要求メッセージ２８０の損失を防止するために、受信機２５０は、「移動受信ウインドウ」要求メッセージ２８０の受信が成功した後、応答確認メッセージ２８５を送信機２００へ送信することができる。加えて、送信機２００は、対応する再送信タイマ２９０を実現することができる。応答確認メッセージ２８５が受信される前に再送信タイマ２９０がタイムアウトする場合、送信機２００は別の「移動受信ウインドウ」２８０を受信機２５０へ送信することができる。選択的には、受信機２５０で破棄されるべきＰＤＵ２２０に対する有効ＰＤＵの状態は、送信機２００によって、例えば、後に送信されるＰＤＵ２２０上の情報に便乗させることによって定期的に通知することができる。
【００１８】
別の実施形態では、アプリケーション層１０上のデータ２１５を含む、アプリケーション層データユニット（ＡＤＵ）（不図示）はＳＤＵ２１０のヘッダ２０５に符号化することができる。ＡＤＵは、典型的には、１つ以上のＳＤＵ２１０に分解あるいは連結される。それゆえ、ＡＤＵをＳＤＵ２１０のヘッダ２０５に符号化することによって、システムは「存続時間」値をＡＤＵへ割り当てることができ、これは、複数のＳＤＵ２１０に潜在的に及ばすことができる。この「存続期間」値は、ディスカードタイマ３００を初期化するために、ＳＤＵヘッダ２０５の専用フィールド２０８で符号化することができる。加えて、データリンク層６０は、バッファ２３０及び２６０内の同一のＡＤＵに属するすべてのＰＤＵ２２０に記憶することができる。つまり、特定の破壊されたＳＤＵ２１０に属するすべてのＰＤＵ２２０を破棄する代わりに、データリンク層６０は「存続期間」値の期間に特定ＡＤＵに属するすべてのＰＤＵ２２０を破棄することができ、これは、半信頼性再送信プロトコルに、それぞれのＳＤＵ２１０内のＡＤＵマークに状況対処（context-sensitive）させることができる。
【００１９】
加えて、更なる別の実施形態では、差分ヘッダ圧縮アルゴリズムを使用する接続に対しては、圧縮機及び解凍機の不必要な再同期を、対応するデータがない（ネットワーク層５０ヘッダである）圧縮ヘッダを「移動受信ウインドウ」要求メッセージ２８０内に含ませることによって回避することができる。相対的に小さいサイズの圧縮ヘッダは、「移動受信ウインドウ」要求メッセージ２８０にわずかなオーバヘッドを与えることになるが、再同期情報交換が避けられるので、スループットは向上する。
【００２０】
図４を参照すると、本発明のタイマベースの再送信タイムアウトの実施形態に含まれるステップ例を示すフローチャートが示される。本実施形態では、送信機２００には２つのタイマが示されている。タイマT_discardはＳＤＵ２１０のタイムアウトを監視し、かつ図３に示される新規のディスカードタイマ３００に対応する、一方、タイマT_intervalは着信ＳＤＵ２１０間の時間間隔を監視している。
【００２１】
送信機２００のデータリンク層６０ａがネットワーク層５０ａからのＳＤＵ２１０を受信すると（ステップ４００）、データリンク層６０ａはタイマT_discardがアクティブであるかをチェックする（ステップ４０５）。アクティブである場合、データリンク層６０ａはタイマT_intervalの現在の値のタイムスタンプ値を受信ＳＤＵ２１０に発行し（ステップ４１０）、タイマT_intervalをリスタートする（ステップ４１５）。アクティブでない場合、データリンク層６０ａはタイマT_discardをタイマT_discardのデフォルト値で初期化し（ステップ４２０）、このデフォルト値には受信ＳＤＵ２１０のヘッダ２０５に含まれる値にすることができる、更に、タイマT_intervalを初期化する（ステップ４２５）。タイマT_intervalが一旦初期化されると（ステップ４１５あるいはステップ４２５）、送信機２００及び受信機２５０それぞれのデータリンク層６０ａ及び６０ｂは、ＳＤＵ２１０が受信機２５０で正しく受信されることを補償するためにＡＲＱ関連機能を実行する（ステップ４３０）。タイマT_discardがまだ切れていない場合（ステップ４３５）、別のＳＤＵ２１０が、送信機２００のデータリンク層６０ａによって受信され（ステップ４３８）、処理は、タイマT_discardが切れるまで（ステップ４３５）繰り返される（ステップ４００）。
【００２２】
タイマT_discardが一旦切れると（ステップ４３５）、データリンク層６０ａはＳＤＵ２１０送信が成功したか（ステップ４４０）、例えば、ＰＤＵ２２０が搬送するＳＤＵ２１０のすべての応答確認がなされたかをチェックする。ＳＤＵ２１０の送信が成功しなかった場合（ステップ４４０）、データリンク層６０ａはＳＤＵ２１０を破棄し（ステップ４４５）、「移動受信ウインドウ」要求メッセージ２８０を受信機２５０へ送信する（ステップ４５０）。要求メッセージ２８０が受信機２５０へ送信された後（ステップ４５０）、あるいはＳＤＵ２１０の送信が成功した場合（ステップ４４０）、送信機２００のデータリンク層６０ａは送信機バッファ２３０にタイムスタンプが付けられたＳＤＵ２１０が存在するかをチェックする。存在する場合、データリンク層６０ａはＳＤＵ２１０のタイムスタンプ値でタイマT_discardをリスタートし（ステップ４６０）、次のＳＤＵ２１０を待機する（ステップ４００）。存在しない場合、データリンク層６０ａはタイマT_intervalをリセットし（ステップ４６５）、次のＳＤＵ２１０を待機する（ステップ４００）。
【００２３】
図５を参照すると、図４のフローチャートと併せて説明される２つのタイマT_discard及びタイマT_intervalの動作例が示される。第１ＳＤＵが受信されると、タイマT_discard及びタイマT_intervalの両方が初期化される。その後、第２ＳＤＵ２１０がタイマT_discardが切れる前に受信されると、タイマT_intervalは停止し、受信した第２ＳＤＵ２１０にタイマT_intervalの値でタイムスタンプが付加され、更に、タイマT_intervalがリスタートされる。タイマT_discardが一旦切れると、ＳＤＵ２１０を搬送する応答確認されたすべてのＰＤＵ２２０が破棄され、タイマT_discardが第２ＳＤＵ２１０のタイムスタンプ値でリスタートされる。これ以上送信するＳＤＵ２１０が存在しない場合、タイマT_intervalが停止される。
【００２４】
少量のＳＤＵ２１０を搬送する接続のに対して、タイマT_discardの頻繁な操作を避けるために、受信機２５０からＰＤＵ２２０の応答確認が得られる毎に、ＳＤＵ２１０のタイムスタンプは更新されることが好ましい。ＳＤＵ２１０が一旦応答確認されると、そのタイムスタンプ値は削除され、かつシーケンス内に次の未応答確認されたＳＤＵ２１０に付加される。それゆえ、タイマT_discardは、受信機２５０から既に応答確認されているＳＤＵ２１０に対しては動作しない。
【００２５】
本願の新規な概念は広範囲に適用するように変形及び変更できることが当業者に認識されるであろう。従って、特許の構成要件の範囲は、説明される特定形態の技術に限定されるものではなく、添付の請求項によって定義されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  開放型システム間相互接続モデルを形成する７層を示すブロック図である。
【図２】  エアインタフェースを介する送信機から受信機へのデータパケットの送信を示すブロック図である。
【図３】  本発明の実施形態に従う再送信タイムアウトの始動に基づくタイマを利用する半信頼性再送信プロトコルを示す図である。
【図４】  本発明の半確認付き再送信プロトコルの実現例におけるステップを示すフローチャートである。
【図５】  本発明の半確認付き再送信プロトコルを含むタイマの動作例を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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