用于选择-重复混合式自动重传请求协议的缓冲区管理机制制造技术

本发明专利技术公开了一种用于选择

【技术实现步骤摘要】
用于选择
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重复混合式自动重传请求协议的缓冲区管理机制


[0001]本专利技术属于数据帧缓冲区管理的
，具体涉及一种用于选择
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重复混合式自动重传请求协议的缓冲区管理机制。

技术介绍

[0002]现实中的通信信道存在噪音、衰减、干扰等非理想因素，可令数据帧在传送过程中产生位错误。因此，实用的通信技术需要在不同层面实现错误纠正技术，以保证数据帧能够被接收端正确解码。其中一项被广泛使用的技术为混合式自动传送请求(HARQ)：其核心在于，结合了错误校验位和数据重传两种机制。当接收端无法纠正数据帧中的位错误时，则通知发送终端重新传送该数据帧，直到成功为止。该种方式使得在传送过程中出错的数据帧最终能被接收无误，确保通信系统的可靠性。
[0003]在HARQ的不同实现中，基于选择重发(SR)机制的HARQ会针对出现错误的数据帧以非阻塞方式进行重新发送。这意味着SR
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HARQ能够持续收发数据流，而不会等待出错的数据帧发送成功后再继续，因此信道利用率较高。然而，这会造成部分旧数据帧在尚未发送成功的前提下，后续的新数据帧可能已被成功接收的情况。这势必会打乱数据帧原本的序列，令接收端无法按正常时序还原原始数据。因此，建立一套完善的数据帧缓冲区管理机制，是正常实现乱序收发功能的关键所在。
[0004]混合式自动重传请求(Hybrid Automatic Repeat reQuest)是通信系统中的常用协议之一，主要用于确保通信的接收端最终能够准确无误地接收到数据：如接收端检测到数据在通信过程中受到干扰并出错，则回传NACK消息至发送端，通知其重新发送数据；若无出错，则回传ACK消息，通知发送端数据已被成功接收。这一简单机制能够确保信息在不可靠的通信信道内能被可靠地传输。
[0005]其中，基于选择重发(Select
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Repeat)的机制只要求发送端在收到回报时重新发送出错的数据帧即可，其他数据帧仍能正常进行收发动作。SR
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HARQ打破了传统HARQ实现中，发送终端需依次传送数据帧，等待接收端成功接收当前数据帧后，才尝试发送下一个数据帧的限制，大幅提高了通信资源的利用率。但是，该方式会造成收发数据帧原本的时序被打乱，因此数据帧的序列管理在SR
‑
HARQ的具体实现中起到至关重要的作用。
[0006]目前的SR
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HARQ，针对写入操作，有如下几个步骤：
[0007]1.尝试将外部存储的HARQ数据写入缓存；
[0008]2.如写命中，则写入HARQ数据；如写缺失，则重新分配cache line；
[0009]3.针对步骤2写缺失的情况，如cache line中无数据，则写入HARQ数据；如有，则依据错误校验结果与具体配置，决定是否执行写入操作；
[0010]从缓存读出数据到外部存储的操作与写入过程大致相同，此处不再赘述。
[0011]通过以上步骤的cache line分配以及轮询cache line数据，可以减少存储空间气泡、提高缓存利用率、节省HARQ运行资源。但是该技术方案存在以下几个缺点：
[0012]1.仅依据缓存的占用情况进行数据读写，未能对数据进行队列管理、保留数据的
原本顺序；
[0013]2.仅使用CRC作为错误检测算法，未结合其他算法加强错误纠正功能。

技术实现思路

[0014]为解决上述问题，本专利技术的首要目的在于提供一种用于选择
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重复混合式自动重传请求协议的缓冲区管理机制，该方法能够通过该机制实现乱序收发功能，同时保留数据帧的序列性。
[0015]为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下。
[0016]一种用于选择
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重复混合式自动重传请求协议的缓冲区管理机制，该机制包括以下：
[0017]1)该HARQ机制的具体实现包含发送端和接收端两个部分，且各自拥有独立的数据帧缓冲区、数据读取与写入模块；
[0018]2)数据帧缓冲区采用环形结构，主要特点为缓冲区头尾相接，尾部的下一个元素即为头部，形成循环；这一特性适用于缓存数据流，也是实现乱序收发功能的关键。
[0019]3)在数据帧被读出/写入缓冲区前，必须事先在缓冲区内找到已存在的数据帧或空位后，才可继续进行相应的操作。
[0020]4)该机制所使用的错误纠正算法包含循环冗余校验(CRC)和里德
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所罗门码(Reed
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Solomon code)两种；具体算法的采用，基于数据帧的传送次数、算法的复杂度以及错误纠正能力决定。
[0021]5)接收数据帧可分为三种类型：ACK/NACK信息、带有CRC校验位以及RS code校验位的普通数据帧；三者通过接收到的数据帧大小做区分。
[0022]6)除计算错误校验位以外，在原始数据帧的基础上添加表明数据帧属性的元数据，形成新的HARQ数据帧格式。
[0023]进一步，对于第1)点，读出和写入缓冲区的对象，包括有发送端和接收端；对于发送端，来自网络上层的数据帧在经过错误纠正算法编码后，会被写入模块暂存在发送缓冲区中，而后读出模块再从缓冲区中读取出数据帧，以进行后续的发送动作；对于接收端，写入模块会将新接收到的数据帧暂存在接收缓冲区中，同时读出模块从缓冲区中读取数据帧后进行解码与校验，并将校验成功的数据帧推送至网络上层；同时，发送与接收两端、以及两者的读写操作均各自独立。
[0024]进一步，对于第3)点，向缓冲区写入数据帧的位置：
[0025]当新数据帧将要被写入缓冲区时，写入模块需要在新数据帧被写入前，利用Round
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Robin方式对缓冲区进行轮询，以找到缓冲区内的有效空位；假设缓冲区可存放最多N个数据帧，且BUF[i]代表缓冲区内的第i个位置，则具体步骤如下：
[0026]S1.由起始位置i开始(默认i＝0)，检查BUF[i]是否为空；
[0027]S2.如BUF[i]为空，代表该位置可供写入。写入模块将新数据帧写入BUF[i]并更新起始位置i，下次查找将从该位置开始；否则代表该位置已有旧数据帧，此时执行i++并重复步骤1；
[0028]S3.在步骤2需执行i++而i＝N
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1时，代表检查已到缓冲区的尾部。此时应将i重置为0后再重复步骤1，以令检查过程从头部继续；
[0029]S4.当上述步骤已执行N次，对缓冲区完成扫描后仍未找到空位时，代表缓冲区已满，返回相应错误信息。
[0030]更进一步，对于第3)点，从缓冲区读取数据帧的位置，读出模块同样需要对缓冲区事先进行扫描，对读出的扫描会检查BUF[i]是否存在数据帧，以便从已有数据帧的位置进行读取动作，避免错误读取到缓冲区中的空位。
[0031]进一步，对于第4)点，错误校验位算法的采用。
[0032]当新数据帧第一次被发送本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于选择
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重复混合式自动重传请求协议的缓冲区管理机制，其特征在于该机制包括以下：1)该HARQ机制的具体实现包含发送端和接收端两个部分，且各自拥有独立的数据帧缓冲区、数据读取与写入模块；2)数据帧缓冲区采用环形结构，主要特点为缓冲区头尾相接，尾部的下一个元素即为头部，形成循环；3)在数据帧被读出/写入缓冲区前，必须事先在缓冲区内找到已存在的数据帧或空位后，才可继续进行相应的操作；4)该机制所使用的错误纠正算法包含循环冗余校验和里德
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所罗门码两种；5)接收数据帧可分为三种类型：ACK/NACK信息、带有CRC校验位以及RS code校验位的普通数据帧；6)除计算错误校验位以外，在原始数据帧的基础上添加表明数据帧属性的元数据，形成新的HARQ数据帧格式。2.如权利要求1所述的用于选择
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重复混合式自动重传请求协议的缓冲区管理机制，其特征在于对于第1)点，读出和写入缓冲区的对象，包括有发送端和接收端；对于发送端，来自网络上层的数据帧在经过错误纠正算法编码后，会被写入模块暂存在发送缓冲区中，而后读出模块再从缓冲区中读取出数据帧，以进行后续的发送动作；对于接收端，写入模块会将新接收到的数据帧暂存在接收缓冲区中，同时读出模块从缓冲区中读取数据帧后进行解码与校验，并将校验成功的数据帧推送至网络上层；同时，发送与接收两端、以及两者的读写操作均各自独立。3.如权利要求1所述的用于选择
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重复混合式自动重传请求协议的缓冲区管理机制，其特征在于对于第3)点，向缓冲区写入数据帧的位置：当新数据帧将要被写入缓冲区时，写入模块需要在新数据帧被写入前，利用Round
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Robin方式对缓冲区进行轮询，以找到缓冲区内的有效空位；假设缓冲区可存放最多N个数据帧，且BUF[i]代表缓冲区内的第i个位置，则具体步骤如下：S1.由起始位置i开始(默认i＝0)，检查BUF[i]是否为空；S2.如BUF[i]为空，代表该位置可供写入；写入模块将...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冠宇，
申请(专利权)人：陈冠宇，
类型：发明
国别省市：