专利名称：无线传输方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线传输方法和装置，具体涉及将数据序列分成片段以便在相应帧内 经由空中传输的方法和装置。
背景技术：
图1示意性示出了生理数据检测和监视系统，例如可用于收集和分析来自病人的 心电图(ECG)数据的系统。该系统包含了由两部分组成的ECG监视系统，这其中包括在这里 被称为“数字贴片”的第一部分1，它与用于覆盖伤口或其他轻伤的传统贴片类似。所述数 字贴片1在一侧提供有粘合剂，其中该粘合剂允许用户将贴片贴在其皮肤上。该贴片包括 用于耦合到相应电极3a、3b以接收ECG信号的输入2a、2b，信号处理模块，以及经由无线链 路而与第二部分或“基站”4通信的收发机。这些电极最好集成在贴片1中，但是也可以与 贴片分离并通过适当导线与之相连。数字贴片由适当的电池供电，例如IV的锌空气电池。 在未来，技术进步将会允许贴片自供电，例如使用某种生物电电池或使用身体的电磁场。基站4的角色是经由无线链路与贴片1通信，以便记录和处理贴片1发送的ECG 数据，以及配置数字贴片1的操作。所述基站4应该适合在口袋或手提包中携带，或者佩戴 在腰带上，但是系统的设计是使其可以长时间处于无线链路范围以外，而不会显著影响所 需要的系统操作。图1还示出了采用了中心数据库5的形式的第三系统组件3。基站4可以周期性 地与中心数据库5进行通信，以便将记录的ECG数据传送到数据库，其中所述通信可以经由 蜂窝电话网络进行。该操作允许医师或其他医务人员远程检阅记录的数据。这种中心数据 库可以管理数千个单独的监视系统。用于在中心数据库与单独的监视系统之间通信的过程 是显而易见的，用于在中心数据库收集和分析数据的过程也同样如此，因此在这里不再对 其进行进一步的描述。图2从功能方面示出了数字贴片1的“架构”。在这里可以标识三个主要处理部 件传感器接口和处理部件6，RF收发机7以及数字控制器8。当然，传感器接口和处理部 件6对检测到的ECG数据执行分析和分类操作，并且在这里不再进一步对其加以考虑。RF收发机7允许在数字贴片1与基站4之间进行双向通信。任何适当的传输方案 均可用于发送数据，这其中包括但不局限于AM、FM、FSK、UWB等等。在接收到来自基站4的 命令时，数字控制器8执行各种控制、配置和定时功能，并且更新贴片操作。该数字控制器 还负责对待传送的数据序列执行组帧处理，也就是将序列分成片段以便在相应帧内经由空 中接口进行传输。众所周知，通过组帧，可以在(在接收方上)仅仅无法接收序列中的一部 分的情况下避免重传整个数据序列。因此，数字控制器7还负责从接收到的帧中“卸载”数 据片段，并且将这些片段重组成数据序列。图3示出的是用于在图1的监视系统1、4中使用的双向无线链路的简化协议架 构。“应用”层9位于协议栈顶部，并且实施的是传感器接口和处理部件6的功能以及数字 控制器7的一些功能。位于应用层9下方的是数据链路层(DLL) 10，DLL 10包括逻辑链路控制(LLC)和介质访问控制(MAC)子层。位于DLL 10下方的是物理层11。该物理层实施 的是RF收发机7的处理功能。DLL 10的一个重要作用是促成经由空中接口的无差错传输。使用帧来发送数据序 列是该处理过程的基石。在接收方上可以使用包含在帧报头中的检错码(例如CRC码)来 对单个帧进行差错检查。在接收方一端，如果DLL正确接收到帧，那么它会向发送方返回应 答消息(ACK)。如果在帧内检测到差错，则DLL将会返回差错消息或否定应答(NACK)。在 典型的系统中，DLL按顺序来发送帧(每一个帧都包含一个序列号)，并且只有在接收到用 于在途(in-flight)的帧的ACK的时候才会发送下一个帧。在发射机一端，如果接收到用 于在途的帧的NACK，那么DLL将会重传这个在途的帧。当DLL发送帧时启动定时器。如果 该定时器在接收到用于该帧的ACK或NACK之前终止，则重传该帧。在帧已经丢失或者没有 正确接收、以及ACK/NACK在途中丢失的情况下，定时器的这种用途避免了发射机处于挂起 状态。在接收方一端，DLL检查接收到的帧内的序列号以便判断是否已经接收到了所述 帧。当用于指定帧的ACK在途中丢失(随后发送方的定时器终止)并且重传了相同的帧的 时候，这时有可能会接收到重复的帧。如果接收到的帧是重复的，则丢弃所述帧，与此同时 向发送方返回ACK。假设接收到的帧不是重复的，那么接收方上的DLL对所述帧执行差错检 查。如果没有检测到差错，则向发送方返回一个ACK。如果发现差错，则返回NACK。应该指 出的是，ACK/NACK是不会重传的。如上所述，如果发送方在超时之前没有接收到ACK/NACK， 那么它会重传最后发送的帧。上述方法存在一个问题，那就是即使在接收方一端已经正确接收到帧的时候它还 允许传输重复的帧。由于帧的尺寸有可能相对较大，例如达到数千字节，因此，这种重传将 会浪费发射机的电能。虽然这对具有大电池(或主电源)的设备来说未必是一个问题，但 对如上所述的数字贴片1这类小型化设备来说却是一个问题。
发明内容
本发明的一个目的是基本消除在接收方上已经正确接收到帧的情况下重传所述 帧的需要。这个目的和其他目的是通过促使接收方在接收到预期帧之前重复传输ACK/NACK 以及促使发送方只在接收到了用于最近发送的帧的ACK/NACK之后才发送/重传帧来实现 的。根据本发明的第一方面，在这里提供了用于在发送方与接收方之间经由无线链路 来发送数据序列的方法，该方法包括在发送方，将数据序列分成多个数据片段，并且对于 每一个片段进行以下操作a)构造包含了作为净荷的数据片段的帧；b)经由无线链路来发送所述帧；以及
c)从接收方接收用于所述帧的应答或否定应答，以及只有在接收到这样的应答或 否定应答的情况下，重传所述帧或者传送包含了作为净荷的下一个数据片段的另一个帧。这里给出的方法与现有技术中的方法的区别在于不使用发送方超时来触发帧重 传。相反，发送方只在接收到NACK的时候进行重传。当接收方已经正确接收到了帧，但是 用于所述帧的ACK在途中丢失时，这样做将会避免不必要的帧重传。在这种情况下，发送方将会等待接收重传的NACK。根据本发明的第二方面，在这里提供了用于在发送方与接收方之间经由无线链路 发送数据序列的方法，该方法包括在接收方进行以下操作a)接收包含了作为净荷的数据序列的片段的帧；b)判断所述帧是否包含差错，并且相应地向发送方发送应答或否定应答；c)启动定时器，如果该定时器在接收到后续帧或重传帧之前终止，则重传所述应 答或否定应答；以及d)重复执行步骤c)至少到预定的重传次数。根据本发明的第三方面，在这里提供了经由无线链路向接收方发送数据序列的装 置，该装置包括用于将数据序列分成多个数据片段的模块；用于对每一个片段执行下列处理的模块构造包含了作为净荷的数据片段的帧；经由无线链路来发送所述帧；以及从接收方接收用于所述帧的应答或否定应答，以及只有在接收到这样的应答或否 定应答的情况下，重传所述帧或者传送另一个包含了作为净荷的下一个数据片段的帧。根据本发明的第四方面，在这里提供了用于接收由发送方经由无线链路发送的数 据序列的装置，该装置包括用于接收包含了作为净荷的数据序列的片段的帧的模块；用于判断所述帧是否包含差错，并且相应地向发送方发送应答或否定应答的模 块；用于启动和监视定时器，并且如果该定时器在接收到后续帧或重传帧之前终止， 则重传所述应答或否定应答；以及在没有接收到重传帧或其他帧的情况下将定时器复位并 且重复执行重传至少到预定的重传次数的模块。本发明的其他方面提供了包含发送方和接收方组合在一起的系统。
图1示意性示出了生理数据监视系统；图2示出的是图1系统中的数字贴片的功能架构；图3显示的是图1系统中的数字贴片与基站之间的双向无线链路的协议架构；图4示出的是根据基于帧的协议而在发送方与接收方之间交换的信令；图5是示出了在发送方上执行的处理的流程图；以及图6是示出了在接收方上执行的处理的流程图。
具体实施例方式正如上文中已经描述的那样，常规的无线链路协议架构依靠了数据片段的组帧以 及帧应答(ACK)和否定应答(NACK)的传输和接收，从而确保发送方与接收方之间的无差错 的数据序列传输。现在将要描述的是经过修改和改进的协议架构。通常，该架构包括修改 动态链路层(DLL)协议。对于其他协议层来说，其功能可以是常规的，但是毫无疑问，其他
5层也是可以修改的，例如构造端到端的专有协议栈。对于这里描述的架构来说，其依据的是这样一种认识，S卩，只有在发送方上明确接 收到NACK的时候才重传帧。接收方将会反复重传NACK，直至其接收到请求的重传帧。NACK 帧明显小于数据帧，因此，不必重传数据帧(例如在链路上丢失了 ACK之后)所得到的好处 要远远大于重传NACK的需要。在两个设备之间建立无线链路，首先需要在各方之间执行“握手”操作。发起方确 保其成功启动了通信(也就是说，侦听设备接收到了发起方的请求)。在该操作之后，确保 事务中的“发送方”和“接收方”已被确定。发送方是净荷的来源，而接收方则是净荷的接 收者。一旦确定了发送方和接收方，则发送方将(从应用层)接收到的数据序列进行分 段，并且开始发送数据帧。在发送了数据帧之后，发送方等待来自接收方的响应，其中该响 应确认的是正确接收到了数据(ACK)或者没有正确接收数据(NACK)。如果接收到嫩0(，则 发送方重传最后发送的帧，否则，如果它接收到的是ACK，则其发送下一个帧(如果还有任 何净荷数据)。只有在正确接收到来自“接收方”的响应时，发送方才会发送另一个帧(重传帧或 下一个帧)。为了防止链路挂起，接收方将会以常规的间隔重复发送响应(ACK/NACK)，直至 它得到新的数据帧。更高层协议超时(在应用层内实施)会在发送第一个ACK/NACK的时 候启动定时器，由此，定时器在接收到数据帧之前终止将会停止接收方一端的通信。同样， 在发送方一端，更高层的协议超时会在发送数据帧时启动定时器，由此，该定时器在接收到 ACK/NACK之前终止将会停止发送方一端的通信。图4示出的是根据本过程的四个(A-D)信令情形。这些情形是A.发送方发送的帧(在序列中是N)被接收方正确接收。接收方返回的ACK同样 被发送方正确接收，使得发送方发送序列中的下一个帧(N+1)。B.发送方发送的帧(N)没有被接收方正确接收。接收方返回的NACK被发送方正 确接收，使得发送方重传先前发送的帧(N)。C.发送方发送的帧(N)被接收方正确接收。接收方返回的ACK在途中丢失。没有 接收到数据帧导致接收方重复发送该ACK。发送方接收到第三个ACK，使得发送方发送序列 中的下一个帧(N+1)。D.发送方发送的帧(N)没有被接收方正确接收。接收方返回的NACK在途中丢失。 没有接收到数据帧导致接收方重复发送该NACK。发送方接收到第三个NACK，使得发送方重 传最后发送的帧(N)。在图5和6的流程图中分别进一步示出了发送方和接收方执行的处理。
上述机制可以在图1和2所示的系统中体现，从而能在数字贴片1与基站4之间 实施无差错并且有效的通信。数字贴片内的数字控制器8以及基站内的相应的控制器可以 被配置成执行应答和重传过程。本领域技术人员应该了解，在不脱离本发明的范围的情况下，针对上述实施例的 各种修改都是可行的。
权利要求
一种在发送方与接收方之间经由无线链路发送数据序列的方法，所述方法包括在所述发送方，将所述数据序列分成多个数据片段，并且对于每一个片段进行以下操作a)构造包含了作为净荷的所述数据片段的帧；b)经由所述无线链路发送所述帧；以及c)从所述接收方接收对所述帧的应答或否定应答，并且只有在接收到这样的应答或否定应答的情况下，重传所述帧或者发送包含了作为净荷的下一个数据片段的另一个帧。
2.根据权利要求1的方法，其中，构造帧的步骤和重传所述帧或发送另一个帧的步骤 是在所述发送方实施的数据链路层内处理的。
3.—种在发送方与接收方之间经由无线链路发送数据序列的方法，所述方法包括在接 收方进行以下操作a)接收包含了作为净荷的数据序列的片段的帧；b)判断所述帧是否包含差错，并且相应地向所述发送方发送应答或否定应答；c)启动定时器，并且如果所述定时器在接收到后续帧或重传帧之前终止，则重传所述 应答或否定应答；以及d)重复执行步骤c)至少到预定的重传次数。
4.根据权利要求3的方法，其中，步骤b)和步骤c)是在所述接收方实施的数据链路层 内处理的。
5.用于经由无线链路向接收方发送数据序列的装置，所述装置包括 用于将所述数据序列分成多个数据片段的模块；用于对每一个片段执行下列处理的模块 构造包含了作为净荷的所述数据片段的帧； 经由所述无线链路发送所述帧；以及从所述接收方接收对所述帧的应答或否定应答，并且只有在接收到这样的应答或否定 应答的情况下，重传所述帧或者发送包含了作为净荷的下一个数据片段的另一个帧。
6.用于接收由发送方经由无线链路发送的数据序列的装置，所述装置包括 用于接收包含了作为净荷的数据序列的片段的帧的模块；用于判断所述帧是否包含差错，并且相应地向所述发送方发送应答或否定应答的模块；用于启动和监视定时器，并且如果所述定时器在接收到后续帧或重传帧之前终止，则 重传所述应答或否定应答；以及在没有接收到重传帧或其他帧的情况下将定时器复位并且 重复执行重传至少到预定的重传次数的模块。
全文摘要
一种在发送方与接收方之间经由无线链路发送数据序列的方法。该方法包括在发送方，将数据序列分成多个数据片段，并且对于每一个片段构造包含了作为净荷的数据片段的帧，经由无线链路发送所述帧，以及从接收方接收所述帧的应答或否定应答，并且只有在接收到这样的应答或否定应答的情况下，重传所述帧或者传送包含了作为净荷的下一个数据片段的另一个帧。
文档编号H04L1/00GK101878611SQ200880118356
公开日2010年11月3日 申请日期2008年7月28日 优先权日2007年10月4日
发明者O·奥墨尼 申请人:Toumaz科技有限公司