[发明专利]用于有损介质的重发方案

说明书

技术领域

本发明总体上涉及数字数据通信系统中使用的有损介质的问题，并且公开了一种重发方案，当在诸如无线链接或低质量线路之类的有损介质上使用关键服务或诸如流视频之类的应用时，所述重发方案实时处理信息的损失或恶化。

背景技术

通信系统中的至关重要的组成成分是用来传输信息的介质。该层面的任何故障都会导致恶化信息或信息丢失。特定介质较其他介质更易于产生这样的故障。例如，无线电波链接比光纤链接更可能在通信中引发问题。光纤链接良好地屏蔽了外部光线，从而没有或几乎没有噪声能够插入到该链接上传输的信息。然而，无线电波链接会轻易被空气中的其他无线电波干扰。这样，无线电链接会被认为是有损介质，而光纤链接则不然。有损介质的另一个示例是被用来在接入多路复用器(例如DSLAM)和客户端设备(例如终端用户的ADSL或VDSL调制解调器)之间传输xDSL(数字用户线路)信号的铜质电话线。

解决恶化信息或信息丢失问题的一种方法依赖于向信息添加错误检测代码或错误校验代码。示例为循环冗余校验(CRC)和奇偶校验位。这些均能够被添加到一条信息中，并且接收器能够基于其接收的信息而生成CRC或奇偶校验位。通过将接收的CRC或奇偶信息与所生成的CRC或奇偶信息进行比较，接收器能够检测并最终校正受损信息。

由Xilinx在2001年3月23日公布的题为“IEEE 802.3 CyclicRedundancy Check”的文档描述了CRC32的工作方式及其在数据链路层的使用。

错误校验不是仅仅检测恶化信息。它还能够校正(有限的)恶化。发送器例如利用卷积代码对信息进行编码，如Trellis图表，而接收器使用例如Viterbi算法来解码所述信息，在有损介质上进行传输所导致的多个错误可以在接收器端进行校正。

当信息丢失或信息恶化而无法修复时，重发是恢复信息的一般方法。接收器能够追踪已接收到的信息，所述已接收到的信息与所期望的信息形成对比。在特定时刻，接收器可以请求重发丢失的信息。换句话说，发送器假设每个分组的正确传递，除非被明确告知失败。另一种发送器保持对所有已发送但是还没有被接收器确认的信息进行追踪的重发情形要求发送器更为智能。这样的智能包括记录传输分组和接收确认之间的时间，并且在该时间过长或没有接收到确认的情况下自动重发所述分组。

用于重发的协议的一个示例是自动重传请求(ARQ)协议。ARQ协议有几种变化，例如停等式ARQ或滑动窗口ARQ。可以在2002年8月公布的IETF RFC 3366，特别是1.4节中找到对于ARQ的这些形式的解释。可以经由URL：http：//www.ietf.org/rfc/rfc3366.txt从互联网获得RFC3366。

典型地，数字信息以有限大小的块在介质上进行发送，所述块被称作分组。分组的大小可以是固定的，例如异步传输模式(ATM)单元，或者是可变的，例如互联网协议(IP)分组。当部分这些分组由CRC模块构成时，有效带宽降低并且传输特定组的信息需要相对更多的分组。例如：如果要传输1024位的信息并且分组大小为128位，则需要8个分组来传输所有的信息。在每个分组包含16位CRC码的情况下，单个分组中仅能配有112位的信息，并且需要10个分组来传输所有的信息。

在使用重发来恢复恶化分组或丢失分组的情况下，还会引起一定的开销。传输和重发单个分组，要占据不同分组的时间和带宽。参考之前的示例，如果要发送8个分组，但是一个分组丢失并需要重发，则在链接上传输了总共9个分组。

重发以及错误检测或错误校正并不是导致通信链接上的开销的唯一原因。若干协议提供端到端的可靠性。这样的协议的一个示例是传输控制协议(TCP)，其所提供的看起来是两个端点之间的专用链接。TCP协议描述了如何在源和目标之间建立该链接，以及如何使得在该链接上进行的信息传输变得可靠而不考虑使用的物理介质。所述链接似乎是专用的，原因在于其能够检查大量节点和链接的类型，所述链接可以是可靠的或有损的。

在1981年9月公布的IETF RFC 793描述了TCP协议并且说明了TCP能够如何被用于可靠通信。特别在2.6节描述了TCP重发的工作方式。可以经由URL：http：//www.ietf.org/rfc/rfc793.txt从互联网获得RFC 793。