專利名稱：用于調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)接口之間的延遲的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及通信系統(tǒng)，更具體地，涉及有線和無線通信系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中存在一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
—個(gè)實(shí)施方式涉及一種在發(fā)射器中處理數(shù)據(jù)的方法。在該方法中，產(chǎn)生用于數(shù)據(jù) 單元的時(shí)間戳。數(shù)據(jù)單元存儲在發(fā)射器中的存儲單元中。將數(shù)據(jù)單元從發(fā)射器發(fā)射至接收 器。發(fā)射器等待相對于時(shí)間戳而測得的預(yù)定時(shí)間，以從接收器接收確認(rèn)?；谑欠裨陬A(yù)定 時(shí)間內(nèi)接收到確認(rèn)，發(fā)射器選擇性地對接收器重新發(fā)射數(shù)據(jù)單元。還公開了其它方法和系 統(tǒng)。


圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的DSL通信系統(tǒng)的示意圖； 圖2是使用網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的發(fā)射器和接收器的示意結(jié)構(gòu)圖； 圖3是使用重傳協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的發(fā)射器和接收器的示意圖； 圖4是發(fā)射器和接收器之間的通信的更詳細(xì)實(shí)施方式的描述； 圖5A至圖5B示出了一些重復(fù)電脈沖噪音(REIN)影響通信系統(tǒng)的方式； 圖6是從根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的發(fā)射器的觀點(diǎn)看的流程圖； 圖7是從根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的接收器的觀點(diǎn)看的流程圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將參照附圖描述本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式，其中，相似的參考數(shù)字用來 在全文中表示相似的元件。雖然，以下討論了 VDSL和ADSL系統(tǒng)的環(huán)境中的重傳方案的實(shí)例，但是，應(yīng)該注意，本發(fā)明通常適用于任何通信系統(tǒng)。本具體實(shí)施方式
中的任何內(nèi)容都不 被認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)。 圖1示出了 DSL通信系統(tǒng)100的實(shí)施方式，其可以是匿T(離散多音頻)，其中，數(shù) 據(jù)在多個(gè)副載波上調(diào)制，從而，每個(gè)副載波與一個(gè)載波頻率相關(guān)。DSL通信系統(tǒng)100分別包 括第一和第二收發(fā)器102a、102b，其經(jīng)由用戶線路106雙向交換數(shù)據(jù)。第一收發(fā)器102a位 于操作者位置104，例如，中心站(CO)、機(jī)柜或其它網(wǎng)絡(luò)終端單元。第二收發(fā)器102b可在用 戶駐地設(shè)備(CPE)用戶單元108中發(fā)現(xiàn)，例如，調(diào)制解調(diào)器、路由器或任何其它也可集成在 其它裝置(例如，個(gè)人電腦或筆記本電腦)中的網(wǎng)關(guān)。 第一收發(fā)器102a包括第一發(fā)射器112a和連接至用戶線路106的第一接收器 114a?？商峁┑谝豢刂破?10a，以控制并協(xié)調(diào)第一收發(fā)器102a的功能。第二收發(fā)器102b 包括第二發(fā)射器112b和連接至用戶線路106的第二接收器114b?？稍谟脩粑恢锰峁┑诙?控制器110b，以控制并協(xié)調(diào)第二收發(fā)器102b的功能。 圖2示出了具有相應(yīng)協(xié)議棧200a、200b的第一和第二收發(fā)器102a、 102b，其中，數(shù) 據(jù)從第一收發(fā)器102a發(fā)射至第二收發(fā)器102b。為了清楚簡明的目的，圖2僅示出了 OSI模 型中的最下兩層(即，數(shù)據(jù)鏈路層202和PHY層204)。 Y-接口 (例如，212a， 212b)將數(shù) 據(jù)鏈路層202a，202b分別與傳輸協(xié)議特定傳輸匯聚(TPS-TC)層206a， 206b連接。a接口 (在中心辦公站位置)或13接口 (在用戶位置)將TPS-TC層206a，206b分別與物理媒質(zhì) 傳輸匯聚(PMS-TC)層208a， 208b連接。S接口將PMS-TC層208a， 208b分別與物理媒質(zhì)相 關(guān)(PMD)層210a，210b連接。 雖然圖2僅示出了 OSI模型中的最下兩層，但是，將理解，根據(jù)開放式系統(tǒng)互連 (OSI)模型，協(xié)議棧200a， 200b可包括七層協(xié)議棧。OSI模型包括應(yīng)用層(例如，層7)、表示 層、會話層、傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層(例如，層l)，其中，控制從一層傳向下一 層，在一個(gè)收發(fā)器中在應(yīng)用層開始，進(jìn)入收發(fā)器的底層，在信道上進(jìn)入下一個(gè)收發(fā)器并備份 層次。 雖然，以下描述可將第一收發(fā)器102a稱為"發(fā)射器"，將第二收發(fā)器102b稱為"接 收器"，但是，將理解，第一和第二收發(fā)器102a、102b都能夠以此方式發(fā)射并接收數(shù)據(jù)。
在操作過程中，發(fā)射器102a在時(shí)間TO將數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)鏈路層202a通過Y-接口 212a向下傳送。然后，在被傳送到用戶線路106上之前，在每個(gè)物理層(即，TPS-TC層206a， PMS-TC層208a和PMD層210a)相應(yīng)地處理數(shù)據(jù)。當(dāng)接收器102b接收數(shù)據(jù)(其現(xiàn)在可能由 于線路106上的噪音而出錯(cuò))時(shí)，其通過PHY層204b和Y-接口 212b將數(shù)據(jù)向上傳送至 數(shù)據(jù)鏈路層202b。 由于用戶線路106上使用的處理和傳輸延遲，存在一些將數(shù)據(jù)從Y-接口 212a傳 送至Y-接口 212b所需的延遲At(反之亦然)。缺少對策，Y-接口 212a，212b之間的此 延遲At會變得過度地長，導(dǎo)致在現(xiàn)實(shí)實(shí)施中產(chǎn)生問題。例如，如果通信系統(tǒng)100支持網(wǎng)絡(luò) 電話(VoIP)電話業(yè)務(wù)，并且延遲At大于最大延遲，那么，說話者的聲音會在說話者實(shí)際說 話之后相當(dāng)長時(shí)間才到達(dá)收聽者。當(dāng)收聽者回應(yīng)時(shí)，也會發(fā)生同樣的情況。因此，在通話中 會產(chǎn)生一系列延遲，使得用戶非常難以進(jìn)行雙向交流。其它通信系統(tǒng)也會被這些方式或其 它方式的過度長的延遲所影響。為了確保數(shù)據(jù)在接收器102b的Y-接口 212b被及時(shí)接收， 本發(fā)明的一些實(shí)施方式將Y-接口 212a，212b之間的延遲At限制為小于最大延遲閾值。
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此外，如果延遲At小于部分要求最小的延遲，也會產(chǎn)生問題。例如，考慮上述相 同的網(wǎng)絡(luò)電話電話傳輸業(yè)務(wù)。如果數(shù)據(jù)流中存在不規(guī)則延遲，那么，與發(fā)射器發(fā)射的時(shí)間相 比，一些數(shù)據(jù)包在時(shí)間上可更密集地到達(dá)接收器。在我們的網(wǎng)絡(luò)電話實(shí)例中，這會導(dǎo)致當(dāng) 把說話者的聲音提供給收聽者時(shí)，該聲音被"壓縮"。因此，在一些情況中，可能希望同樣將 Y-接口 212a，212b之間的延遲At保持為大于最小延遲閾值。 因此，如下更詳細(xì)說明的，在一些實(shí)施方式中，發(fā)射器和接收器可共同調(diào)節(jié)各個(gè)數(shù) 據(jù)單元經(jīng)歷的延遲At。在一些實(shí)施方式中，通過將發(fā)射器102a中的時(shí)間與接收器102b中 的時(shí)間同步可使其容易實(shí)現(xiàn)。例如，在一個(gè)實(shí)施方式中，發(fā)射器102a可將數(shù)據(jù)單元標(biāo)有時(shí) 間戳(由發(fā)射器測量)，然后，發(fā)射數(shù)據(jù)單元。在接收帶有發(fā)射器的時(shí)間戳的數(shù)據(jù)單元后，接 收器102b可接著將數(shù)據(jù)單元的時(shí)間戳與接收器中當(dāng)前測量的時(shí)間進(jìn)行比較。因?yàn)榘l(fā)射器 和接收器具有同步時(shí)鐘，所以，在接收數(shù)據(jù)單元(以及來自發(fā)射器的其相關(guān)時(shí)間戳)后，接 收器可確定自從數(shù)據(jù)單元被發(fā)射器處理而經(jīng)過的時(shí)間的量。然后，接收器可確定該數(shù)據(jù)單 元與之前接收的數(shù)據(jù)單元是否是順序的，并且，在數(shù)據(jù)單元經(jīng)歷最大延遲A t之前，可選擇 性地將數(shù)據(jù)單元傳送至接收器中的網(wǎng)絡(luò)接口層。這樣，發(fā)射器和接收器可共同調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)單 元所經(jīng)歷的延遲，以將延遲保持在可接受水平的范圍內(nèi)。 圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一些方面的通信系統(tǒng)300的一個(gè)實(shí)施方式。通信系統(tǒng) 300包括發(fā)射器102a和接收器102b，其在使用協(xié)議棧(例如，層202， 204)的同時(shí)在用戶線 路106上通信。 發(fā)射器102a包括數(shù)據(jù)單元結(jié)構(gòu)塊302、重傳存儲單元304、時(shí)間戳控制器306、重傳 控制器308、確認(rèn)控制器310和傳送單元(例如，調(diào)節(jié)器)312。 接收器102b包括接收單元(例如，解調(diào)器)316、錯(cuò)誤分析控制器318、接收存儲單 元320、確認(rèn)控制器322、延遲控制器326和數(shù)據(jù)單元解構(gòu)模塊328。 在通信過程中，發(fā)射器102a中的數(shù)據(jù)單元結(jié)構(gòu)塊302將有效載荷(payload units)單元(PLU1， PLU2， . . . ， PLUN)轉(zhuǎn)化成各個(gè)數(shù)據(jù)單元。例如，數(shù)據(jù)單元結(jié)構(gòu)塊302可 在有效載荷單元的基礎(chǔ)上產(chǎn)生包括冗余信息(例如，Reed-Solomon比特、散列信息、奇偶信 息)的前向糾錯(cuò)(FEC)碼字。 時(shí)間戳控制器306記錄每個(gè)數(shù)據(jù)單元的時(shí)間戳，其中，時(shí)間戳可與每個(gè)數(shù)據(jù)單元 中的有效載荷單元何時(shí)被接收在Y-接口 212a相對應(yīng)，或與數(shù)據(jù)單元被預(yù)計(jì)為何時(shí)被發(fā)射 至接收器102b相對應(yīng)。 然后，數(shù)據(jù)單元(通常與其相應(yīng)的時(shí)間戳一起)被存儲在重傳存儲單元304中，并 可用傳送單元312初始地發(fā)射至接收器102b。因此，被發(fā)射的數(shù)據(jù)單元314在用戶線路106 上離開至接收器102b。被發(fā)射的數(shù)據(jù)單元314通常包括其相應(yīng)的時(shí)間戳。
在通過使用接收單元316接收(例如，解調(diào))所發(fā)射的數(shù)據(jù)單元314之后，接收 器102b中的錯(cuò)誤分析控制器318用所發(fā)射的數(shù)據(jù)單元314中的冗余信息來確定所發(fā)射的 數(shù)據(jù)單元314中是否存在損壞數(shù)據(jù)。如果數(shù)據(jù)單元314被正確地接收(或者可被數(shù)據(jù)單 元314中的冗余信息糾錯(cuò))，那么，接收器在接收存儲單元320中存儲數(shù)據(jù)單元314。對于 正確接收的數(shù)據(jù)，確認(rèn)控制器322向發(fā)射器102a發(fā)送確認(rèn)324。此確認(rèn)324表明，接收器 102b正確地接收發(fā)射器102a所發(fā)射的數(shù)據(jù)單元314。確認(rèn)324可在分開的確認(rèn)反饋信道 (backcha皿el)(例如，消息中的預(yù)留位段或用戶線路上的預(yù)留載波)上被傳送。
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對于正確接收的數(shù)據(jù)單元，延遲控制器326分析數(shù)據(jù)單元的時(shí)間戳與被調(diào)節(jié)的延 遲如何相關(guān)，對Y-接口 212b提供帶有被調(diào)節(jié)的延遲的數(shù)據(jù)單元。例如，如果數(shù)據(jù)單元314 的時(shí)間戳表明數(shù)據(jù)單元發(fā)射了很長時(shí)間，那么，延遲控制器326可能要盡可能快地將數(shù)據(jù) 單元發(fā)送至Y-接口 212b，從而，被調(diào)節(jié)的延遲加上時(shí)間戳的和保持為小于接收器102b中 測得的當(dāng)前時(shí)間。在其它情況中，延遲控制器可能估計(jì)其它被發(fā)射的數(shù)據(jù)單元的序號，以確 保盡可能準(zhǔn)確地以適當(dāng)?shù)捻樞驅(qū)-接口 212b提供數(shù)據(jù)單元，同時(shí)，仍確保所調(diào)節(jié)的延遲。 例如，見圖4、圖6至圖7(示出了使用序號的一些實(shí)施方式)。 在當(dāng)接收器執(zhí)行此處理的同時(shí)，發(fā)射器102a等待接收確認(rèn)324。在一些實(shí)施方式 中，重傳存儲單元304可以是緩沖器、移位寄存器、隨機(jī)存取存儲器，或一些其它類型的存 儲器。 甚至在發(fā)射數(shù)據(jù)單元之后，數(shù)據(jù)單元仍存儲在重傳存儲單元304中，其存儲至某 一預(yù)定重傳時(shí)間或直到從接收器102b接收到確認(rèn)324為止。對于給定的數(shù)據(jù)單元，可從與 數(shù)據(jù)單元相應(yīng)的時(shí)間戳測量預(yù)定重傳時(shí)間。如果在預(yù)定重傳時(shí)間內(nèi)接收到確認(rèn)324，那么， 可從重傳存儲單元304去除數(shù)據(jù)單元。另一方面，如果在預(yù)定重傳時(shí)間內(nèi)未接收到確認(rèn)，那 么，發(fā)射器推斷，接收器102b未接收數(shù)據(jù)單元并將數(shù)據(jù)單元重新發(fā)射至接收器102b。這樣， 發(fā)射器102a可智能地執(zhí)行重傳，不需要來自接收器102b的反饋。典型地，在嘗試了一些預(yù) 定數(shù)量的失敗重傳之后，發(fā)射器102a停止重傳數(shù)據(jù)單元。 圖4示出了在用戶線路106上從發(fā)射器102a至接收器102b的通信的更詳細(xì)的描 述。通常地，此圖示出了在發(fā)射器102a和接收器102b之間的線路上的一系列處理，其中， 時(shí)間從頂部至底部前進(jìn)，如圖的左側(cè)區(qū)域所示。發(fā)射器102a包括Y-接口212a和具有四 個(gè)數(shù)據(jù)傳送單元(DTU)存儲位置(P1、P2、P3和P4)的重傳存儲單元304，而接收器102b包 括Y-接口 212b和具有五個(gè)DTU存儲位置(P1、P2、P3、P4和P5)的接收存儲單元320。
在所示最早時(shí)間402，DTU 1裝載在發(fā)射器的重傳存儲單元304的第一存儲位置P1 中。在其之后不久404， DTU 1與其相應(yīng)的時(shí)間戳和相應(yīng)的ID序號在用戶線路106上被一 起發(fā)射至接收器102b。在一些實(shí)施方式中，時(shí)間戳與DTU 1被預(yù)計(jì)為從發(fā)射器發(fā)射至接收 器的時(shí)間相應(yīng)。 接收器102b在時(shí)間406接收DTU 1氣其中，DTU 1*由于用戶線路106上遇到的噪 音而可能包含與DTU l相同或不同的數(shù)據(jù)。接收器102b首先檢查DTU 1*中的數(shù)據(jù)是否正 確。在所示實(shí)例中，DTU 1*未損壞(或可通過DTU 1中的冗余信息糾錯(cuò))，從而存儲在接收 存儲單元320中的第一DTU存儲位置P1中。假設(shè)DTU 1的順序ID與之前接收的DTU的序 號是連續(xù)的，那么，DTU l在408發(fā)送至接收器的Y-接口212b。然后，確認(rèn)(ACK(DTU l)) 在用戶線路106上被發(fā)送至發(fā)射器，以表明正確接收到DTU 1。 在接收ACK(DTU 1)后，發(fā)射器102a標(biāo)記DTU 1或?qū)⑵鋸闹貍鞔鎯卧?04 (在410 被表示為"X")去除，下一個(gè)DTU(DTU5)與其相應(yīng)的時(shí)間戳一起存儲在第一DTU存儲位置 Pl中。特別地，對于DTU l，在預(yù)定重傳時(shí)間RT(DTU 1)過期之前，在發(fā)射器處接收ACK(DTU 1)，該預(yù)定重傳時(shí)間典型地從與DTU 1相應(yīng)的時(shí)間戳測得。 DTU 2表現(xiàn)出稍微不同的功能。在時(shí)間412，從發(fā)射器的Y -接口 212a接收DTU 2。 DTU 2與其時(shí)間戳一起存儲在發(fā)射器的重傳存儲單元304中的第二DTU存儲位置P2中。 在此之后，DTU 2在用戶線路106上立即被發(fā)射至接收器102b。 DTU 2與其相應(yīng)的時(shí)間戳
7和相應(yīng)的順序ID被一起發(fā)射。在此實(shí)例中，DTU 2具有與DTU1的順序ID連續(xù)的順序ID， 因?yàn)镈TU 2 —開始是在DTU 1之后被直接發(fā)射。 接收器102b接收DTU 2*，在此情況中，其在線路上傳送的過程中已損壞。接收器 102b使用DTU 2A中的冗余信息，從而確定DTU 2*無法由冗余信息單獨(dú)糾錯(cuò)。因此，并非在 409發(fā)射確認(rèn)，接收器假設(shè)DTU 2將最終被重傳，因此等待從線路接收后續(xù)的DTU。在其它 實(shí)施方式中，接收器可發(fā)射表明其接收到錯(cuò)誤的DTU 2的否定確認(rèn)(NACK)，而不是簡單地 如所示實(shí)施方式中所示地等待。 及時(shí)地，接收器還接收DTU 3氺和DTU 4*，其包括正確數(shù)據(jù)。因此，DTU 3和DTU 4 與其相應(yīng)的時(shí)間戳一起存儲在接收器的接收存儲單元320中的第一和第二DTU存儲位置中 (Pl、 P2，分別地)。特別地，DTU 3和DTU 4保持在接收存儲單元320中(不是立即發(fā)送至 y-接口 212b)，因?yàn)镈TU 2還并未被正確地接收。接收器可通過比較所接收的DTU的順序 ID而實(shí)現(xiàn)此效果。例如，雖然DTU 3和DTU 4的順序ID彼此連續(xù)，但是，DTU 3的順序ID 與DTU 1 (最后一個(gè)發(fā)送至y -接口 212b的DTU)的順序ID不連續(xù)，因?yàn)镈TU 2還并未被 正確地接收。由于這個(gè)緣故，DTU 3和DTU 4保持在接收存儲單元320中，而不是在此時(shí)發(fā) 送至y-接口 212b。 當(dāng)在線路上實(shí)現(xiàn)這些通信時(shí)，發(fā)射器102a連續(xù)監(jiān)測重傳存儲單元304中的時(shí)間 戳。在時(shí)間414，發(fā)射器實(shí)現(xiàn)DTU 2的時(shí)間戳已過期(S卩，DTU 2的時(shí)間戳大于預(yù)定重傳時(shí) 間RT(DTU 2))。因此，發(fā)射器推測，DTU 2需要被重新發(fā)送至接收器102b，并在416在下一 個(gè)可用時(shí)隙重新發(fā)射DTU 2。 DTU 2典型地以其原始順序ID被重新發(fā)射，并通常用其原始 時(shí)間 戳發(fā)射。在時(shí)間418，重新發(fā)射的DTU 2在接收器被正確地接收，并在420存儲在第五 DTU存儲位置P5中。 因?yàn)镈TU 2的順序ID與DTU 1的順序ID連續(xù)，所以，DTU 2在時(shí)間420發(fā)送至接 收器的y-接口 212b。確認(rèn)(ACK(DTU 2))被發(fā)送至發(fā)射器。在DTU 2被正確地接收并發(fā) 送至y-接口 212b之后，接下來的連續(xù)的DTU (DTU 3、DTU 4、DTU5和DTU 6)在時(shí)間422根 據(jù)其順序ID順序地發(fā)送至y-接口212b。在一些實(shí)施方式中，如果DTU 2未在預(yù)定接收時(shí) 間內(nèi)(或在預(yù)定數(shù)量的重傳嘗試內(nèi))在接收器處被正確地接收，那么，接收器將使下一個(gè)連 續(xù)的DTU發(fā)送至沒有DTU 2的y-接口 212b。這樣，發(fā)射器和接收器可調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)接口 212a， 212b之間的延遲，同時(shí)，仍嘗試將準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)交換保持在可實(shí)現(xiàn)的程度。
在一些帶有非常嘈雜條件的情況中，其可能要進(jìn)行多次傳送才能成功地發(fā)射DTU。 如果接收器的接收存儲單元320在操作過程中變滿(即，沒有其它DTU能被寫入同時(shí)不會 使接收存儲單元320溢出)，接收器可能短時(shí)間成功地停止確認(rèn)所接收的數(shù)據(jù)。這將導(dǎo)致 發(fā)射器重新發(fā)射所有數(shù)據(jù)，直到來自接收器的接收存儲單元320的數(shù)據(jù)可發(fā)送至接收器的 y-接口 212b。 這樣，接收器能確保y-接口 212a，212b之間的延遲可保持在低于部分閾值水平。 這在一些實(shí)施方式中是可以實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)?，在交換DTU之前，發(fā)射器和接收器將其時(shí)鐘同步 至相同時(shí)間值。這樣，系統(tǒng)可在y-接口 212a，212b之間設(shè)置最大極限延遲。因?yàn)榘l(fā)射器 和接收器使用相同的時(shí)基，所以，如果接收器中的當(dāng)前時(shí)間達(dá)到或超過所保持的DTU的時(shí) 間戳加上極限延遲的和，那么接收器可將任何所保持的DTU發(fā)送至y-接口 212b。
例如，考慮以下實(shí)例，時(shí)鐘在發(fā)射器和接收器之間同步，y-接口 212a，212b之間的最大延遲被設(shè)置為90ms。 DTU的數(shù)據(jù)在上午9點(diǎn)32加上10ms時(shí)通過發(fā)射器的Y _接口 ， 從而，發(fā)射器將DTU標(biāo)注為上午9點(diǎn)32加上10ms的時(shí)間戳。接收器成功地接收此DTU，接 收器將DTU與DTU的時(shí)間戳一起存儲在其接收存儲單元320中。如果接收器時(shí)鐘讀取上午 9點(diǎn)32加上50ms，并且未接收到之前連續(xù)的DTU，那么，接收器繼續(xù)在接收存儲單元320中 保持正確接收到的DTU。然而，如果接收器時(shí)鐘讀取上午9點(diǎn)32加上0ms，并且仍未接收到 之前的DTU，那么，接收器將正確接收的DTU(具有上午9點(diǎn)32加上10ms的時(shí)間戳)發(fā)送至 Y-接口212b，從而將Y-接口 212a，212b之間的延遲限制為不大于990ms。將理解，在發(fā) 射器和接收器之間僅需要一些時(shí)間偏移，并理解，不需要實(shí)際的類似時(shí)區(qū)的時(shí)間。
為了簡明清楚的目的，圖4示出并討論了發(fā)射器的僅具有四個(gè)用于存儲DTU的位 置的重傳存儲單元304的環(huán)境。稍微類似地，接收器的存儲單元320被示出并討論為僅具 有五個(gè)DTU存儲位置。然而，典型地，這些存儲單元304， 320可存儲比所示的更多的DTU，但 是其根據(jù)實(shí)施方式也可存儲更少的DTU。另外，在一些實(shí)施方式中，將動態(tài)地分配DTU存儲 位置，但是，為了便于理解，在上述實(shí)例中將DTU存儲位置視為靜止的。
圖5A至圖5B示出，噪音(例如，重復(fù)電脈沖噪音(REIN))如何影響通信系統(tǒng)100。 存在REIN若干可能的源。例如，在美國，發(fā)電站典型地將頻率為大約60Hz的電能傳送至終 端用戶。此傳送電能頻率以大約8. 33ms的規(guī)則間隔產(chǎn)生REIN脈沖，其中，每個(gè)脈沖具有大 約lms的持續(xù)時(shí)間(雖然將理解，REIN脈沖的間隔和持續(xù)時(shí)間可在較大范圍內(nèi)變化)。在 歐洲和世界上剩下的大部分地區(qū)中，發(fā)電站傳送大約50Hz的電能，其與以大約10ms的規(guī)則 間隔出現(xiàn)的REIN脈沖相應(yīng)。因此，圖5A至圖5B示出了與由美國傳送的電能產(chǎn)生的REIN 相應(yīng)的實(shí)施方式，其中，REIN脈沖以大約8. 33ms分隔。 在圖5A中，選擇重傳事件之間的時(shí)間(TRT)，以與REIN脈沖之間的時(shí)間相應(yīng)。如 所示出的，TRT的此選擇對于DTU 1來說具有不適宜的后果，其在REIN事件過程中重復(fù)發(fā) 送。因此，在此實(shí)例中，雖然DTU 1多次重傳，但是，REIN每次都使DTU l出錯(cuò)，如接收器中 的DTU 1上的"X"所指出的。因此，由于REIN，接收器不能對接收到的DTU 1中的數(shù)據(jù)進(jìn)行 糾錯(cuò)。 相反地，圖5B示出了 TRT的更優(yōu)選的選擇。在圖5B的實(shí)例中，TRT被選擇為稍微 長于REIN周期(即，TRT〉8. 33ms)。這樣，雖然REIN在其第一次傳送上使DTU l破壞，但 是DTU 1在第一次重傳中被成功地接收到接收器中。雖然圖5B示出了 TRT被選擇為顯著長 于REIN周期的實(shí)例，但是其它實(shí)施方式是可能的。例如，在其它實(shí)施方式中，TRT短于REIN 周期，或者，TRT是REIN周期的非整數(shù)倍。任何這些選擇可幫助限制REIN在一些方面中對 系統(tǒng)的影響。在又一些實(shí)施方式中，TRT可隨機(jī)化至一定程度，以避免與連續(xù)的REIN脈沖 "碰撞"。 在圖5A至圖5B中，發(fā)射器可分析接收到(或未接收到)ACK的時(shí)間。這樣，發(fā)射 器可推測出是否存在REIN，如果是的話，可重構(gòu)其通信，以避免發(fā)送信號與REIN"碰撞"。圖 5A至圖5B中未示出的其它周期也會產(chǎn)生問題。例如，如果連續(xù)的DTU在REIN脈沖的整數(shù) 分?jǐn)?shù)(integer fraction)(例如，1/2，1/3)處傳送，并且具有隨機(jī)干擾發(fā)射器，那么，DTU和 ACK也可被構(gòu)造為限制或避免碰撞。 現(xiàn)在參照圖6至圖7，可看到重傳的一些方法。圖6涉及發(fā)射器，圖7涉及相應(yīng)的 接收器。雖然這些方法600,700被示出和描述為一系列動作或事件，但是，將理解，本發(fā)明不限于這種動作或事件的所示順序。例如，一些動作可能以不同順序出現(xiàn)和/或與其它根 據(jù)本發(fā)明的那些這里未示出和/或未描述的動作或事件同時(shí)出現(xiàn)。另外，可能并非需要所 有所示動作或事件來實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的方法。 現(xiàn)在參照圖6，雖然在602和604作出一些初始化，但是，可以在606看到傳送方法 600，其中，DTU(i)裝在發(fā)射器的重傳存儲單元中。在608，與DTU(i)相應(yīng)的時(shí)間戳T(i)存 儲在重傳存儲單元中。時(shí)間戳可以DMT符號鐘、FEC碼字鐘或任何其它鐘為基礎(chǔ)，其中，發(fā) 射器的時(shí)鐘通常與接收器中的相應(yīng)時(shí)鐘同步。 在存儲DTU(i)之后，其在610在傳送媒質(zhì)上傳送。通常地，DTU(i)與其相應(yīng)的時(shí) 間戳T(i)和順序標(biāo)識符SID(i) —起傳送，順序標(biāo)識符SID(i)確定DTU(i)如何在順序上 與由接收器發(fā)射的其它DTU相關(guān)。
在611，可變數(shù)量的ReTx增加。 在612，發(fā)射器執(zhí)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，以確定數(shù)據(jù)單元是否重傳。更具體地，在614中，發(fā) 射器監(jiān)測傳送媒質(zhì)，以確定接收器是否發(fā)射表明接收器成功接收到DTU(i)的確認(rèn)。在616 中，發(fā)射通過將時(shí)間戳與由發(fā)射器測得的當(dāng)前時(shí)間進(jìn)行比較來監(jiān)測重傳存儲元件中的時(shí)間 戳T(i)。 在618中，如果ReTX的數(shù)量大于重傳閾值(ReTX閾值)，那么，作出判斷。此判斷 也可以當(dāng)前時(shí)間是否有利地與DTU(i)的時(shí)間戳相關(guān)為基礎(chǔ)。如果是這樣(在618，是)，那 么方法進(jìn)入620，其中，i增加并處理下一個(gè)DTU。本質(zhì)上，單元618在達(dá)到ReTX閾值(或 某一預(yù)定時(shí)間)之后，允許重傳的次數(shù)嘗試停止。例如，如果首先的五個(gè)重傳嘗試不成功， 那么該系統(tǒng)可能希望停止重傳嘗試。 如果ReTX的數(shù)量小于ReTX閾值(在618，否)，該方法進(jìn)入622，其中，判斷出是否 在預(yù)定重傳時(shí)間內(nèi)從接收器接收到確認(rèn)。如果接收到，那么，該確認(rèn)表明接收器正確地接收 到DTU(i)。例如，該確認(rèn)可包括包含在DTU(i)中的時(shí)間戳，或可包括包含在DTU(i)中的順 序ID SID(i)，或一些其他表示DTU(i)的標(biāo)記。 如果接收到確認(rèn)(在622，是)，那么，發(fā)射器在方框624從重傳存儲單元中清除 DTU(i)。其也可另外標(biāo)記DTU(i)，從而，其不重傳并且可被拋棄。在方框624之后，如所示 出地，再次處理另一DTU。 如果在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未接收到確認(rèn)(在622，否)，發(fā)射器"假設(shè)"接收器需要具有所 發(fā)射的當(dāng)前DTU(i)，并如所示出地在610重傳DTU(i)。 在圖7中，示出了相應(yīng)的接收器功能。接收器的方法在702開始，其中，在一些初 始化之后，從傳送媒質(zhì)接收DTU(i)。 DTU(i)包括時(shí)間戳T(i)和序號SID(i)。
在704，DTU(i)中的冗余信息用來確定DTU(i)是否包含損壞數(shù)據(jù)，通常地，接收器 將試圖用此冗余信息對DTU(i)中的任何損壞數(shù)據(jù)進(jìn)行糾錯(cuò)。 在706中，作出DTU(i)中的所有數(shù)據(jù)現(xiàn)在是否被糾錯(cuò)的判斷。如果DTU(i)中的 數(shù)據(jù)是不可糾錯(cuò)的(在760，否)，那么，接收器在708等待從傳送媒質(zhì)接收下一個(gè)DTU，然后 返回至702。 如果DTU(i)中的數(shù)據(jù)都是正確的(在706，是)，那么，接收器評估時(shí)間戳T(i)是 否仍是"良好的"。更具體地，接收器判斷由接收器測得的當(dāng)前時(shí)間是否超過時(shí)間戳T(i) (與發(fā)射器發(fā)射數(shù)據(jù)單元的時(shí)間相關(guān))加上發(fā)射器的網(wǎng)絡(luò)接口和接收器的網(wǎng)絡(luò)接口之間可允許的最大延遲的和。如果當(dāng)接收到時(shí)時(shí)間戳T(i)過期(在709，是)，那么，該方法在710 中拋棄DTU (i)，在708再次等待下一個(gè)DTU。 另一方面，如果時(shí)間戳看起來像是仍有效的(在709，否)，那么，在711處，接收器 存儲在DTU(i)中提供的時(shí)間戳T(i)和順序IDSID(i)。 接下來在712，接收器在傳送媒質(zhì)上傳送確認(rèn)，以表明成功接收到DTU(i)。
在714中，作出SID(i)是否與之前接收到的DTU連續(xù)的判斷。如果這樣(在714， 是)該方法進(jìn)入716，其中，DTU(i)發(fā)送至接收器中的更高層級接口。其后的方法在708(和 702)處理下一個(gè)DTU。 然而，如果順序ID SID(i)與之前接收的SID(在714，否)不連續(xù)，該方法進(jìn)入 718。在718中，作出接收器的當(dāng)前時(shí)間(其通常與發(fā)射器的當(dāng)前時(shí)間同步)是否超過時(shí)間 戳T(i)加上最大容許延遲的和的判斷。如果當(dāng)前時(shí)間超過此值(在718，是)，那么，DTU(i) 在714發(fā)送至更高層級接口，以將延遲保持在低于某一閾值水平。 相反地，如果當(dāng)前時(shí)間未超過此值(在718，否)，那么，DTU(i)在720保持在存儲
元件中，并且，接收器與時(shí)間戳T(i)加上最大延遲(如線722所示)的和比較，監(jiān)測當(dāng)前時(shí)
間。在722進(jìn)行此監(jiān)測的同時(shí)，可在708同時(shí)處理下一個(gè)DTU。如果下一個(gè)DTU允許DTU(i)
從其繼續(xù)，那么，在DTU(i)被發(fā)送之后，下一個(gè)DTU被發(fā)送至更高水平接口。這樣，DTU可
保持為正確的順序，同時(shí)，仍允許通信系統(tǒng)調(diào)節(jié)延遲并避免負(fù)面的通信效果。 發(fā)明人認(rèn)識到，使用了基于時(shí)間戳的通信方案的上述方法和系統(tǒng)相對于其它非基
于時(shí)間戳的實(shí)施方式也是有利的。例如，在其它實(shí)施方式中，只要數(shù)據(jù)單元到達(dá)發(fā)射器中的
緩沖器(例如，F(xiàn)IFO緩沖器)中的某一預(yù)定位置，就會出現(xiàn)重傳。這里描述的基于時(shí)間戳
的傳送方案比若干方式的這種基于緩沖器位置的傳送方案更有效，尤其是當(dāng)在通信系統(tǒng)中
使用改變數(shù)據(jù)傳輸率時(shí)。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸率在緩沖器位置方法中變化時(shí)，數(shù)據(jù)單元根據(jù)數(shù)據(jù)傳
輸率在不同時(shí)間(at different times)到達(dá)緩沖器位置。因此，在基于緩沖器位置的方法
中，難以調(diào)節(jié)發(fā)射器和接收器之間的延遲。這里公開的基于時(shí)間戳的技術(shù)的有利之處在于，
甚至當(dāng)在通信系統(tǒng)中使用變化的數(shù)據(jù)傳輸率時(shí)，其仍能充分地調(diào)節(jié)延遲。 然而，將理解，控制重傳處理的預(yù)定時(shí)間并非必須固定，可以是可變的。例如，由于
噪音環(huán)境中的變化，或由于數(shù)據(jù)傳輸率中的變化，可改變預(yù)定時(shí)間以使延遲、數(shù)據(jù)保護(hù)量或
數(shù)據(jù)傳輸率最優(yōu)化。 雖然就一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式而論示出并描述了本發(fā)明，但是，在不背離所附權(quán)利 要求的實(shí)質(zhì)和范圍的前提下，可對所示實(shí)例進(jìn)行改變和/或修改。例如，雖然就在一對雙絞 銅線上通信的ADSL和VDSL通信系統(tǒng)而論描述了本發(fā)明，但是，本發(fā)明可應(yīng)用于任何通信系 統(tǒng)和任何類型的傳送媒質(zhì)。例如，其它通信系統(tǒng)可包括行動電話、尋呼機(jī)、移動通信裝置、工 業(yè)控制系統(tǒng)、廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)等。這些和其它系統(tǒng)可在各種類型的通信媒質(zhì)上通信，包括但 不限于無線媒質(zhì)、光纖、同軸電纜、輸電線以及許多其它的通信媒質(zhì)。 此外，雖然，在若干上述實(shí)施方式中，在Y-接口 212a，212b之間限制延遲，但是， 將理解，延遲限制概念并非限制于Y-接口。因此，此概念適用于在其它網(wǎng)絡(luò)層之間，例如， PHY層204中的其它接口至0SI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧(例如，應(yīng)用層、傳輸層)的其它層或子層。
另外，本發(fā)明的功能和相應(yīng)特征可由適當(dāng)?shù)能浖酚善骰蛴布?、軟件?或固件 的組合而執(zhí)行。關(guān)于軟件實(shí)施方式，這里使用的術(shù)語"計(jì)算機(jī)可讀媒質(zhì)"指的是任何參與對裝置或?qū)εc裝置相關(guān)的控制器(例如，微處理器)提供指令的媒質(zhì)。這種媒質(zhì)可采用多種 形式，包括但不限于，非易失媒質(zhì)、易失媒質(zhì)和傳送媒質(zhì)。非易失媒質(zhì)包括，例如，光盤或磁 盤。易失媒質(zhì)包括動態(tài)存儲器，例如，SRAM或DRAM。傳送媒質(zhì)包括同軸電纜、銅線、光線，以 及裝置內(nèi)部或裝置外部的總線。傳送媒質(zhì)也可包括電磁波，例如，電壓波、光波或無線電波。
尤其是考慮由上述部件或結(jié)構(gòu)(組件、裝置、電路、系統(tǒng)等)執(zhí)行的各種功能，除非 另外指出，否則，即使是在結(jié)構(gòu)上與所公開的執(zhí)行本發(fā)明的這里所示示意性實(shí)施方式的功 能的結(jié)構(gòu)不等價(jià)，用來描述這種部件的術(shù)語(包括對"裝置"的參考)也都意在與任何執(zhí)行 所述部件(例如，具有等價(jià)功能的部件)的特定功能的部件或結(jié)構(gòu)相應(yīng)。另外，雖然本發(fā) 明的具體特征可僅參照若干實(shí)施方式中的一個(gè)來公開，但是，這種特征可與其它實(shí)施方式 的一個(gè)或多個(gè)其它特征組合，如同可能對于任何給定的或具體的應(yīng)用來說是希望的和有利 的。此外，就在詳細(xì)說明書和權(quán)利要求書中使用的術(shù)語"包括"、"包括"、"具有"、"具有"、"帶 有"或其變型來說，這種術(shù)語意在以與術(shù)語"包含"相似的方式是范圍廣泛的。
權(quán)利要求
一種在發(fā)射器中處理數(shù)據(jù)的方法，包括產(chǎn)生用于數(shù)據(jù)單元的時(shí)間戳；將數(shù)據(jù)單元存儲在發(fā)射器中的存儲單元中；從發(fā)射器向接收器初始地發(fā)射數(shù)據(jù)單元；等待至一個(gè)相對于時(shí)間戳測得的預(yù)定時(shí)間，以從接收器接收確認(rèn)；基于是否在預(yù)定時(shí)間內(nèi)接收到確認(rèn)，選擇性地將數(shù)據(jù)單元重傳給接收器。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括監(jiān)測重復(fù)電脈沖噪音的周期；以及基于重復(fù)電脈沖噪音的周期而選擇預(yù)定時(shí)間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括如果接收到確認(rèn)，那么從存儲單元去除數(shù)據(jù)單元。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括如果多于預(yù)定次數(shù)重傳數(shù)據(jù)，或者如果另一預(yù)定時(shí)間過期而沒有接收到確認(rèn)，那么從存儲單元去除數(shù)據(jù)單元。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，時(shí)間戳與發(fā)射器期望數(shù)據(jù)單元被發(fā)射至接收器的預(yù)計(jì)時(shí)間相應(yīng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，初始地發(fā)射數(shù)據(jù)單元包括初始地發(fā)射帶有序號的數(shù)據(jù)單元，所述序號表示所述數(shù)據(jù)單元如何與其它從發(fā)射器發(fā)射至接收器的數(shù)據(jù)單元順序相關(guān)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，重傳數(shù)據(jù)單元包括當(dāng)數(shù)據(jù)單元被初始地發(fā)射時(shí)，重傳帶有相同序號的數(shù)據(jù)單元。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，初始地發(fā)射數(shù)據(jù)單元包括初始地將數(shù)據(jù)單元與時(shí)間戳一起發(fā)射至接收器，其中，時(shí)間戳與數(shù)據(jù)單元被初始地發(fā)射的時(shí)間相關(guān)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，重傳數(shù)據(jù)單元包括將數(shù)據(jù)單元與不同的時(shí)間戳一起重傳至接收器，其中，不同的時(shí)間戳與數(shù)據(jù)單元被重傳的時(shí)間相關(guān)。
10. —種在發(fā)射器的網(wǎng)絡(luò)層和接收器的相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)層之間提供調(diào)節(jié)的延遲的方法，包括將發(fā)射器中的時(shí)間與接收器中的時(shí)間同步，并同步增加其后的時(shí)間；在發(fā)射器中產(chǎn)生用于數(shù)據(jù)單元的時(shí)間戳；將數(shù)據(jù)單元存儲在發(fā)射器中的重傳存儲單元中；將數(shù)據(jù)單元與時(shí)間戳一起從發(fā)射器發(fā)射至接收器；在接收器接收數(shù)據(jù)單元；以及基于接收器測得的時(shí)間與時(shí)間戳加上調(diào)節(jié)的延遲的時(shí)間之間是否具有預(yù)定關(guān)系，將數(shù)據(jù)單元選擇性地發(fā)送至接收器的網(wǎng)絡(luò)層。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括基于是否在接收器正確地接收到數(shù)據(jù)單元，從接收器向發(fā)射器選擇性地發(fā)射確認(rèn)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，進(jìn)一步包括監(jiān)測接收器中的存儲元件是否充滿，存儲元件適于存儲接收到的數(shù)據(jù)單元；以及基于存儲元件是否充滿而選擇性地使確認(rèn)不能從接收器發(fā)送至發(fā)射器，從而限制接收器中的存儲元件的溢出。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括在發(fā)射數(shù)據(jù)單元之后等待至一個(gè)預(yù)定時(shí)間，以從接收器接收確認(rèn)；基于是否在預(yù)定時(shí)間內(nèi)接收到確認(rèn)，選擇性地將數(shù)據(jù)單元重傳至接收器。
14. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其中，所調(diào)節(jié)的延遲包括最大延遲閾值。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，如果接收器測得的時(shí)間大約等于時(shí)間戳加上最大延遲閾值的時(shí)間，那么，數(shù)據(jù)單元被發(fā)送至接收器的網(wǎng)絡(luò)層。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所調(diào)節(jié)的延遲包括最小延遲閾值。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，只要接收器測得的時(shí)間小于時(shí)間戳加上最小延遲閾值的時(shí)間，數(shù)據(jù)單元就保持在接收器中而不發(fā)送至接收器的網(wǎng)絡(luò)層。
18. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，進(jìn)一步包括基于數(shù)據(jù)單元是否已被接收在帶有不可糾錯(cuò)數(shù)據(jù)的接收器，選擇性地將否定確認(rèn)從接收器發(fā)射至發(fā)射器；基于否定確認(rèn)，在后續(xù)數(shù)據(jù)單元中將數(shù)據(jù)單元從發(fā)射器重傳至接收器。
19. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，數(shù)據(jù)單元作為數(shù)據(jù)單元流中的一部分被發(fā)射，所述數(shù)據(jù)單元流包括多個(gè)具有相應(yīng)序號的數(shù)據(jù)單元，其中，所述序號共同建立用于數(shù)據(jù)單元流中的連續(xù)數(shù)據(jù)單元的預(yù)定順序。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括基于數(shù)據(jù)單元的序號是否與數(shù)據(jù)單元流中的已被接收在接收器中的另一數(shù)據(jù)單元順序相隨，選擇性地將數(shù)據(jù)單元保持在接收器中，不使數(shù)據(jù)單元發(fā)送至接收器的網(wǎng)絡(luò)層。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括如果從時(shí)間戳測得的預(yù)定時(shí)間過期，那么將數(shù)據(jù)單元發(fā)送至接收器的網(wǎng)絡(luò)層，不管數(shù)據(jù)單元是否與數(shù)據(jù)單元流中的已被接收在接收器中的另一數(shù)據(jù)單元順序相隨。
22. —種通信裝置，包括時(shí)間戳控制器，適于產(chǎn)生用于相應(yīng)數(shù)據(jù)單元的時(shí)間戳；重傳存儲單元，適于存儲數(shù)據(jù)單元；傳送單元，適于將數(shù)據(jù)單元從所述通信裝置傳送至接收器；確認(rèn)控制器，適于等待至一個(gè)從所發(fā)射的數(shù)據(jù)單元的時(shí)間戳測得的預(yù)定時(shí)間，以從接收器接收確認(rèn)；以及重傳控制器，適于基于是否在預(yù)定時(shí)間內(nèi)接收到確認(rèn)而選擇性地將數(shù)據(jù)單元重傳至接收器。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的通信裝置，其中，數(shù)據(jù)單元的時(shí)間戳是發(fā)射器期望數(shù)據(jù)單元被發(fā)射的預(yù)計(jì)時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)接口之間的延遲的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明具體涉及這樣一種在發(fā)射器中處理數(shù)據(jù)的方法，在本方法中，產(chǎn)生數(shù)據(jù)單元的時(shí)間戳。數(shù)據(jù)單元被存儲在發(fā)射器中的存儲單元中。數(shù)據(jù)單元被從發(fā)射器發(fā)射至接收器。發(fā)射器等待相對于時(shí)間戳所測得的預(yù)定時(shí)間，以從接收器接收確認(rèn)。基于是否在預(yù)定時(shí)間內(nèi)接收到確認(rèn)，發(fā)射器將數(shù)據(jù)單元選擇性地重傳至接收器。還公開了其它方法和系統(tǒng)。
文檔編號H04L1/18GK101795182SQ200910178879
公開日2010年8月4日 申請日期2009年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月2日
發(fā)明者貝恩德·海澤 申請人:英飛凌科技股份有限公司