用於處理按照可變長度信元組織的數據的通信方法和系統的製作方法
2023-08-01 08:13:26
專利名稱：用於處理按照可變長度信元組織的數據的通信方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種通信方法和系統，尤其涉及使用不同長度的分組或信元的通信通信方法和系統。
背景技術：
對於未來通信的預測指出，絕大部分話音通信將從地面移向無線技術，這樣無線通信將飛速發展。儘管將支持不同於話音的業務，預計在未來，90％的無線業務將是話音，僅有剩餘的10％的業務被其它應用所產生。在無線通信中，帶寬是寶貴的資源。因此，實現在發送無線分組的過程中的高效率是極為重要的。在過去的幾年裡，毋庸置疑幾種用於低比特率編碼、適於無線通信的技術已經被主管的委員會標準化。僅指出幾個最公認的，ITU-T(國際電聯通信標準化部)已經在建議G.729中定義了產生8kbit/s的比特率的CS-ACELP，以及在建議G.723中定義了它的變型ASCELP-MP-MLQ。使用CELP(碼本激勵線性預測)算法，ARIB/STD-27可獲得更高的下降至4kbit/s的壓縮。
通常異步傳送模式技術(ATM)與其它多媒體通信一樣，允許足夠的靈活性以支持經過統一傳輸系統的低比特率連接。然而，在標準ATM系統中強制的固定信元大小帶來一個問題當比特率下降時，信元組裝延遲增加，這樣分組延遲可超出業務要求。
減小對於低比特率的信元組裝延遲的問題最近已經被ITU和ATM論壇聯合評定，達到了最終的新的AAL(ATM適配層)類型2標準。
通過這個解決手段，多個話音信道可被復接為一個單獨的ATM連接。AAL2考慮話音數據分組並給出一個標準的方法以將它們封裝在ATM信元中。話音數據分組包括一個唯一的話音信道標識符，該話音信道標識符允許識別在ATM連接內的每一個單獨的話音信道。
無線分組可以跨越多於一個ATM信元。假如話音分組不一定恰好適合ATM信元有效負載的空餘部分，則話音分組的起始部分可用於佔滿可用空間，被拆開的分組的剩餘部分可被包括在ATM連接的下一個信元的有效負載部分中。
為了實現話音分組的復接/分接功能，在期望這樣的靈活性的網絡的任何一點，需要特殊的AAL2功能。然而，AAL2是相當複雜的功能，需要緩衝和處理兩種資源。
ATM交換效率的一個主要原因是由於它的處理固定大小的ATM信元的功能，在被稱作信元的信頭部分內的固定位置具有編碼的路由和交換信息欄位。
ATM有效負載填充中的效率對於外部線路影響更大。在交換機內部該影響小得多。實際上，ATM內部交換通常採用非標準的信元結構。ATM交換設備典型地用內務操作信息(如用於內部路由)和塞入(「填充」)比特，來填充內部ATM幀結構的空餘部分。
填充圖2所示的用於最大化傳輸效率的ATM信元的48位元組有效負載的需要，是與目前所使用的低比特率話音編碼機制的時延需求形成對比。
發明內容
通過經過以信元組織的用戶線發送和接收數據，可以實現不可忽略的傳輸時間的減少，其中，該信元帶有標準信頭(header)和根據組裝它們的最優化標準調製的可變長度的有效負載所組成。通過這樣做，僅在不插入填充字節以填充標準長度的有效負載的情況下，發送本質的字節，即承載信息的字節。
當然，配備有能夠處理非標準可變長度信元的專用裝置的站之間的傳輸必須經過現有的處理標準長度信元的ATM交換機而發生。
依據本發明的通信系統的圖如圖1所示。發送站「A」沿以可變長度信元組織的外部(專用)線路向接收站「B」發送數據。上遊接口適配器將可變長度信元轉換為標準信元，允許工作於標準信元的ATM網絡交換機的傳送操作。對於接收站「B」的外部線路具有一個下遊接口適配器，將標準長度的信元轉換為可變長度的信元。
圖中的站「A」和「B」可以是端站，或僅是配備有依據本發明的專用線路接口適配器的標準ATM結點的下遊接口(站「A」)和上遊接口(站「B」)。
依據本發明所有需要的將現有的工作於固定長度信元的傳輸系統升級的功能實際上集中於將非標準(可變長度)信元轉換為標準信元的線路適配器以及相反，並允許使用現有的交換機和功能；可以允許混合結點，部分地配備有標準線路卡，部分地依據本發明升級一些接口。因此，圖1所示的ATM網絡甚至可被簡化為一個單獨的ATM交換機。
更精確地說，本發明針對於具有權利要求1中所公開的特徵的通信方法，和具有權利要求5中所公開的特徵的通信系統。
在所附權利要求書中闡明本發明的被認為具有新穎的特徵。在本發明的一個優選實施例中，信元依據I.150 ITU-T建議中所描述的ATM標準被標準化。
本發明以及它的進一步的目的和優點，通過參考結合附圖的以下描述將被理解，其中圖1說明了本發明的通信系統的結構；圖2示出了可變長度信元結構；圖3是接口適配器中上遊處理電路的原理圖；圖4是接口適配器中下遊處理電路的原理圖。
具體實施例方式
為了示出本發明的通信系統的所有優點，該通信系統將應用於I.150ITU-T建議所定義的ATM標準，儘管本發明可被應用於任何通信標準。
ATM標準期望數據以5+48位元組所構成的信元被組織，開始的五個字節構成信元的信頭，剩餘的48位元組用於發送數據。本發明使用其最大長度等於ATM標準信元長度的可變長度ATM信元。
本發明的可變長度信元(圖2)具有非標準長度的有效負載，並且該有效負載的第一個字節不是如標準信元的一個字節的數據，而是指示該有效負載的長度(「有效負載長度字節PL」)。使用有效負載的一些字節來承載傳輸信息而非「用戶」數據在ATM如AAL類型1或3/4中是公知的。
為了向僅工作於標準ATM信元的網絡提供可變長度信元(如上所述，可被簡化為單獨的ATM交換)，本發明(圖1)提供配備至少一個非標準接口的非標準結點。這個非標準接口包括將可變長度信元轉換為標準ATM信元並將它們向交換功能輸出的上遊部分，以及接收來自交換功能的標準信元並將所述的標準信元轉換為可變長度信元的下遊部分，該非標準接口允許信元的傳輸而不帶不承載任何信息的填充字節。
非標準結點的其它接口可以是標準類型；該系統可以包括帶有所有標準類型的接口的標準結點。
非標準長度信元最初被非標準站A產生。
非標準長度信元最後被非標準站B接收。
圖3說明了本發明的上遊部分的原理圖。為了標識信元的第一和最後字節(信元描繪(delineation))，以可變長度輸入的信元被分析，這可通過讀取PL字節或通過使用一個公知的ATM信元的信頭的辨識對偶(allineation)方法而完成。當可變長度信元的最後字節被辨識時，一定數目的填充字節被加入有效負載中以獲得標準的ATM交換，該ATM交換輸入ATM網絡(其再一次被限於單獨的ATM交換，這樣變為標準/專用混合ATM結點)。
圖4所示的下遊部分實現逆轉換。本發明的下遊電路讀取輸入的標準ATM信元的有效負載字節PL，識別並丟棄該信元的填充字節。PL字節與計數器被用於識別包含在輸入的標準ATM信元中的數據的最後字節，並產生可變長度信元。
輸出的可變長度信元依據FIFO(先入先出)排隊原理被排隊用於傳輸，以在期望的速率輸出這些信元。
因此，儘管已經示出並描述了本發明的具體實施例，應當理解本發明並不限於此。因此可以預期本發明包括任何以及所有被所附權利要求書覆蓋的
權利要求
1.一種通信方法，用於通過路由數據經過一個配備有用於處理數據的交換機的網絡而傳送數據；該數據以標準的分組或信元(ATM)的形式組織，每一個該標準的分組和信元包括一信頭，該信頭的後面是標準長度的有效負載；所述方法特徵在於以下操作步驟A.在第一發送站(A)中產生非標準長度信元；B.在非標準結點的上遊接口(上遊非標準接口)接收所述非標準長度的信元，並通過向所述的非標準長度信元添加填充字節而將所述非標準長度的信元適配為標準信元；C.在非標準結點的下遊接口(下遊非標準接口)丟棄填充字節，並將所述非標準長度信元發送至外部傳輸線路上。
2.如權利要求1所述的通信方法，其特徵在於，在所述步驟A中包括以下步驟-依據標準程序產生標準信頭；-按照非標準有效負載的長度對於第一有效負載字節編碼；-添加用戶數據以完成整個非標準長度字節，以及最後-將該非標準長度信元輸出至外部線路(專用信元線路)，以最終被下一個結點上的適配器的上遊接口(上遊非標準接口)所接收。
3.如權利要求1所述的通信方法，其特徵在於，在所述步驟B和C中包括以下行為a)檢測非標準長度信元輸入的起點，該非標準長度信元具有可變長度的有效負載，該有效負載短於所述標準有效負載長度；b)讀取對於所述輸入分組或信元的第一字節，該第一字節包含關於有意義的有效負載長度的信息，以檢測輸入信元或分組的結束；c)在所述的接收的分組或信元的現有有效負載中附加填充字節，以產生標準長度的信元，並將該信元在管理標準(ATM)信元的結點的上遊管線中輸出；d)在下遊接口，讀取包含關於有意義的有效負載長度的信息的該有效負載的第一字節；e)丟棄任何附加於有意義的有效負載的填充字節；f)向外部發送線路輸出承載有意義的有效負載的非標準較短長度的信元。
4.前面權利要求的通信方法，其中，在階段a)中被檢測的有意義的有效負載的長度是基於信頭標識的對偶方法被檢測的。
5.一種通信系統，用於通過路由數據經過一個配備有用於處理數據的交換機或結點的網絡，而在站之間發送數據；該數據以標準的分組或信元(ATM)的形式組織，每一個該標準的分組和信元包括一信頭，該信頭的後面是標準長度的有效負載；所述系統特徵在於-位於發送端站的第一下遊接口(A)，其中最初形成非標準大小的信元；-配備有至少一個非標準接口適配器部件的結點(非標準結點)，該節點能夠處理非標準大小的信元；-僅配備有標準接口的標準結點(標準ATM網絡)，該節點能夠處理標準大小的信元。
6.如權利要求5所述的通信系統，其特徵在於，所述位於發送端站(A)的所述的第一下遊接口包括部件，該部件適用於-依據標準程序產生標準信頭；-按照非標準有效負載的長度對於第一有效負載字節編碼，包括有效負載的長度的字節數；-添加用戶數據以完成整個的非標準長度信元，並最後-將所述非標準長度信元輸出至外部線路上，以最終被下一個結點上的適配器部件的上遊接口接收。
7.如權利要求5所述的通信系統，其特徵在於，所述配備有至少一個非標準接口適配器部件的結點被配備有適於處理非標準長度信元的部件，其特徵具體包括-通過檢測輸入信元的長度並將填充字節附加至現有有效負載以生成標準長度的信元，上遊管線輸出標準長度信元；-下遊管線檢測有意義的有效負載的長度並丟棄被所述上遊處理電路附加於有意義的有效負載的填充字節，並輸出承載有意義的有效負載的較短長度的非標準的信元，所述信元的有效負載的第一字節包含關於有意義的有效負載長度的信息。
8.如權利要求5至7所述的通信系統，其中，所述上遊接口適配器部件按照基於信頭辨識的對偶方法檢測有意義的有效負載的長度。
9.如權利要求5至7所述的通信系統，其中，所述接口適配器部件的上遊和下遊管線通過讀取第一有效負載字節而檢測有意義的有效負載的長度。
10.如權利要求5至9所述的通信系統，其中，所述標準長度的信元依據ATM標準被組織。
全文摘要
一種通信系統，用於通過路由數據經過一個配備有處理數據的交換機的網絡，在專有的站之間發送和接收數據；該數據以可變長度的分組的形式組織，該交換機處理以標準的分組和信元(ATM)的形式組織的數據，每一個該標準的分組和信元包括一信頭，該信頭的後面是標準長度的有效負載。該系統包括位於發送端站的第一下遊接口(A)，在該第一下遊接口中最初形成非標準大小的信元；配備有至少一個非標準接口適配器部件的結點(非標準結點)，該節點能夠處理非標準大小的信元；僅配備有標準接口的標準結點(標準ATM網絡)，該節點能夠處理標準大小的信元。
文檔編號H04L12/56GK1422508SQ01806918
公開日2003年6月4日 申請日期2001年3月16日 優先權日2000年3月23日
發明者賈恩卡洛·裡戈利奧, 米歇爾·摩根蒂, 喬吉奧·加拉西 申請人:西門子移動通訊公司