[发明专利]采用滑动窗口数据流量控制的数据传输系统

说明书

本发明涉及一种在非透明数据连接上采用滑动窗口流量控制的数据传输系统，在连接过程中该系统的标称数据传输速率可能变化。

在电路交换连接上的非透明异步数据传输中，数据以帧或“包”的形式从发送端A被传送到接收端B。除了实际用户数据，帧还包括能使接收端检测和可能纠正传输错误的差错检测和纠错比特。每个帧都被编号或者帧序列通过其他种类标识符来表示。所接收每一个帧的正确性在接收端被检测。如果接收端确认某一帧是正确的，它通过发射该帧序号确认收到该帧。如果发现帧是错误的，(例如由于传输错误)，它就不会再进行下去(除了“放弃”)。例如在帧序号不连续情况下接收端会发送一种否定确认信号(例如重发请求)。例如假设帧的正确序号是1、2、3、4、5，不管怎样如果帧5跟在帧3后面，帧4丢失，则接收端将为帧4发送一个否定确认信号。一旦发送端接收到一个否定确认信号或根本没收到确认信号，它将按预定次数重发该帧。重发的总次数是受限制的，因此在一个非常差的连接中可以避免无限的重发循环。

在这样一种连接中用户数据容许通过量随连接质量而变，连接质量恶化导致错误帧和丢失帧的数量增加，并且必然地重复次数也增加了。

发送端必须存储(缓冲)帧直到他们被确认，以便于当需要重发时能够提供它们。为了限制必须缓冲量，一种基于滑动窗口的流量控制协议可以用于确认过程。根据这个流量控制协议，发送端A在需要来自接收端的确认之前可以发送多个数据帧。一个窗口代表一种已经被发送但还没有被确认(发送窗口)的连续帧的滑动序列。未被确认帧的最大帧数等于窗口尺寸WS，端B在接收窗口也准备接收WS帧，接收窗口是一种可以被接收的连续帧的滑动序列。适于进入所说的窗口但没按正确顺序达到的帧一起进入接收窗口。假设接收到了帧1、2、5、6、7，帧1和2到达后窗口向前滑动，而帧5、6和7被存储在接收窗口等待丢失的帧3和4，一旦帧3和4到达，接收窗口滑过3、4、5、6和7。当接收端确认一个或多个帧时，接收和发送窗口都向前滑动一个相应的帧数。通过滑动窗口可能更好地利用一个传输信道的标称数据传输容量，并且与只有发送端接收到了来自于接收端的前一个帧的确认之后才能发送一个新帧的情况相比，可能获得更高的容许通过量。

通常接收端B假设帧以由所说的帧序号或者其他标识符来定义的正确的顺序到达。如果某一帧丢失，例如帧N，是从接收的帧N+M(M＞0)紧跟在帧N-1之后检测出来的，在常规系统中端B马上把缺少该帧的信息通知端A。结果，端A重发帧N，并且有时也从帧N启动发送序列即使后面的有些帧已经被发送和接收。

有时帧到达端B可能会失序。如果帧N在传输通道被延迟，并且端B在接收了帧N-1后马上又接收到了帧N+M(M＞0)，端B会立即把帧N丢失的情况通知端A。这导致帧N不必要的重发，可能会在网络中导致阻塞。

在数据传输系统中这样一种情况可能会增加：把几帧临时组成一组发送，或者使用多个半独立并行业务信道。如果一个确定分组中的某一帧丢失，它可能被转移到另一个分组，当接收到下一个真正含有“丢失”帧N的分组之前重发请求可能为此延迟帧被发送或放在一个从端B发送的队列里。如果端A在已经发送了此真正含有帧N的分组之后接收到了这个重发请求，端A就会认为端B没有收到该帧并且重发它。这会给传输系统增加负担，并且甚至可能造成传输协议混乱。

按上述类型数据传输的一个例子是欧洲数字移动通信系统GSM中电路交换连接上的非透明异步数据传输。其中的滑动窗口流量控制按照GSM规范04.22是无线链路协议RLP。

在移动通信系统中限制传输容量最显著的因素是无线接口处的业务信道。例如目前GSM系统不能支持速率高于9.6kbits/s的用户数据传输，这个速率是一个全速GSM业务信道的最高用户数据传输速率。

在移动通信系统中也能够提高用户数据传输速率的一个解决方案公开于申请人的共同未决芬兰专利申请942190和945817(在本申请优先权日未被公布)。其中无线通道上的两条或多条并行业务信道(次信道)被配置用于高速数据连接，高速数据信号在发送端被分配进入这些并行子信道来完成在无线通道上的传输，并且在接收端被重新组合。因此，与常规(单信道)的传输速率相比，依赖配置业务信道的数目，就允许提供甚至达到八倍传输速率的数据传输业务。例如，在GSM系统中，一种19.2kbits/s的全用户数据传输速率由两条并行子信道完成传输，其中每一条子信道能支持速率适配9.6kbits/s，这个速率是GSM系统中现有的非透明9.6kbits/s承载业务。