Данное изобретение относится к сетям связи и касается, в частности, транспортной сети системы телефонной связи с подвижными объектами. Ячейки АТМ (асинхронного режима передачи) используются для передачи данных. Полезная нагрузка ячейки АТМ содержит мини-ячейки.
Уровень техники
В настоящее время размер мини-ячеек, которые нужно использовать для отдельного соединения, указывается явно в каждой мини-ячейке упомянутого отдельного соединения. Обычно для указания размера используются от 6 до 10 битов. Информация о размере имеет статический характер, то есть она не изменяется до тех пор, пока мини-ячейки не изменяют размер.
Иногда необходимо модифицировать размер мини-ячейки в течение установленного соединения. Например, может потребоваться изменить скорость передачи речи с полной до половинной, заменить передачу речи на передачу данных, использовать речевой кодек с переменной скоростью или уменьшить перегруженный трафик между двумя узлами, уменьшая мини-ячейки всех соединений между упомянутыми узлами.
Явный способ указания размера мини-ячейки означает, что биты, используемые для указания размера, являются дополнительными затратами ресурсов с точки зрения эффективности использования доступной ширины полосы, а также с точки зрения эффективности указания размера ячейки.
Сущность изобретения
Основной целью изобретения является создание способа указания размера мини-ячеек, принадлежащих к отдельному соединению, только тогда, когда такое указание необходимо. В соответствии с изобретением указание размера мини-ячейки необходима только в моменты, когда ее размер изменяется. В такие моменты указывается новый размер мини-ячейки, который нужно использовать для следующих мини-ячеек соединения.
Другой целью изобретения является создание способа динамического изменения размера мини-ячейки во время продолжающегося соединения.
Еще одной целью изобретения является создание способа изменения размера мини-ячейки, принадлежащей к отдельному соединению с помощью другой мини-ячейки. Мини-ячейка, используемая для этой цели, называется управляющей мини-ячейкой.
Еще одной целью изобретения является создание способа, при котором управляющая мини-ячейка передается в канале управления, отличном от канала, в котором транспортируются мини-ячейки, содержащие данные абонента.
Еще одной целью изобретения является создание способа, согласно которому управляющая мини-ячейка транспортируется в том же самом канале, в котором транспортируются мини-ячейки, содержащие данные абонента.
Еще одной целью изобретения является обеспечение механизма синхронизации для осуществления изменения размера мини-ячейки отдельного продолжающегося соединения. В частности, этот механизм синхронизации используется тогда, когда управляющие мини-ячейки транспортируются в канале, который отличается от канала, в котором транспортируются мини-ячейки, содержащие данные абонента.
В системе телефонной связи с подвижными объектами, которая использует ячейки АТМ в транспортной сети, уменьшенная ширина полосы или улучшенное использование доступной ширины полосы предоставляет возможность добавить дополнительное число каналов в систему.
Увеличение числа соединений, которые требуют большего поля идентификатора канала, увеличивает выигрыш в ширине полосы, если используется статистическое мультиплексирование.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет более понятно из следующего описания, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1 показан формат ячейки АТМ, транспортирующей в себе мини-ячейки.
На фиг. 2 показан заголовок мини-ячейки, транспортируемой в ячейке АТМ, показанной на фиг. 1.
На фиг. 3 показан октет заголовка ячейки фиг. 2, который включает поле фиксированного размера для указания длины мини-ячейки.
На фиг. 4 показан октет в заголовке мини-ячейки, который включает линейно кодированное поле фиксированного размера.
На фиг. 5 показана таблица соответствия.
На фиг. 6 показано поле фиксированного размера и расширенное поле фиксированного размера, созданное с использованием бита расширения.
На фиг. 7 показана таблица соответствия.
На фиг. 8 показано поле фиксированного размера и расширенное поле фиксированного размера, созданное с использованием кода расширения.
На фиг. 9 показан базовый формат мини-ячейки, заголовок которой снабжается коротким полем фиксированной длины и полем спецификатора увеличения длины LEQ, содержащим различные коды расширения.
На фиг. 10 показана таблица.
На фиг. 11 показан расширенный формат мини-ячейки.
На фиг. 12 показана мини-ячейка фиг. 9 в ее расширенном формате, когда заранее заданные коды расширения присутствуют в поле спецификатора расширения длины.
На фиг. 13 показана таблица.
На фиг. 14 показана ячейка эксплуатации и технического обслуживания.
На фиг. 15 показана блок-схема блока для анализа заголовка мини-ячейки, используемого для извлечения части мини-ячейки с абонентскими данными из канала абонентских данных, поле фиксированного размера в мини-ячейке имеет нелинейное кодирование.
На фиг. 16 показан заголовок мини-ячейки и абонентские данные после выделения из канала абонентских данных.
На фиг. 17 показана блок-схема блока для анализа заголовка мини-ячейки, используемого для извлечения части мини-ячейки с абонентскими данными из канала абонентских данных с использованием кода расширения.
На фиг. 18 показана блок-схема модифицированного блока для анализа заголовка мини-ячейки, используемого для извлечения части мини-ячейки с абонентскими данными из канала абонентских данных с применением кода расширения или бита расширения.
Фиг. 19 представляет собой блок-схему, показывающую блок для анализа заголовка мини-ячейки, используемый для извлечения части мини-ячейки с абонентскими данными из канала абонентских данных с применением бита расширения.
На фиг. 20 показан заголовок мини-ячейки, в котором идентификатор цепи CID используется для косвенного указания размера мини-ячейки.
На фиг. 21 показана таблица соответствия, используемая для указания размера ячейки косвенным способом.
На фиг. 22 показаны различные таблицы, которые вместе охватывают адресное пространство, используемое в линиях связи транспортной сети системы телефонной связи с подвижными объектами.
На фиг. 23 показан заголовок мини-ячейки, снабженный битом синхронизации, используемым для синхронизации сообщения, которое предписывает изменение размера мини-ячейки.
На фиг. 24 показана мини-ячейка, глобально определенная для системы и используемая для изменения размера мини-ячеек, относящихся к отдельному соединению.
На фиг. 25 показана ячейка эксплуатации и технического обслуживания, используемая для изменения размера мини-ячеек, принадлежащих к тому соединению, с которым связана ячейка эксплуатации и технического обслуживания.
На фиг. 26 показана специфическая мини-ячейка, используемая для изменения размера мини-ячеек соединения, эта специфическая мини-ячейка принадлежит соединению, мини-ячейки которого должны быть изменены.
На фиг. 27 показана объединенная мини-ячейка данных абонента и управления, снабженная битом расширения в своем заголовке и необязательным полем расширения в своей полезной нагрузке, упомянутое необязательное поле расширения содержит новый размер ячейки, который нужно использовать для мини-ячеек в соединении.
На фиг. 28 показана объединенная мини-ячейка данных абонента и управления, аналогичная показанной на фиг. 27.
На фиг. 29 показаны блоки, относящиеся к способу сигнализации на уровне управления, используемому для изменения размера мини-ячейки в соответствии с изобретением.
Фиг. 30 более подробно иллюстрирует способ сигнализации на уровне управления, представленный на фиг. 23.
На фиг. 31 показана диаграмма сигнализации для способа сигнализации на уровне управления.
На фиг. 32 показана блок-схема, поясняющая второй способ изменения размера мини-ячейки.
На фиг. 33 показана диаграмма сигнализации для второго способа.
На фиг. 34 показана последовательность мини-ячеек, поступающих на устройство пакетирования мини-ячеек, иллюстрируется вариант второго способа.
На фиг. 35 показана диаграмма сигнализации, относящаяся к фиг. 34.
На фиг. 36 показана блок-схема, иллюстрирующая задержку, вызванную интерпретацией команды на изменение размера ячейки в системе управления.
На фиг. 37 показана блок-схема, иллюстрирующая четвертый способ изменения размера мини-ячейки.
На фиг. 38 показана диаграмма сигнализации для четвертого способа.
На фиг. 39 показана блок-схема, иллюстрирующая пятый способ изменения размера мини-ячеек.
На фиг. 40 показана мини-ячейка абонентских данных, снабженная необязательным полем для указания того, что размер мини-ячейки должен быть изменен на новый размер, указанный в необязательном поле.
На фиг. 41 показана диаграмма сигнализации, относящаяся к пятому способу.
На фиг. 42 показана блок-схема системы телефонной связи с подвижными объектами, снабженной блоками, анализирующими заголовок ячейки.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
На фиг. 1 показана ячейка 1 АТМ, которая состоит из заголовка 2 и полезной нагрузки 3. Обычно полезная нагрузка включает данные абонента, относящиеся к индивидуальному соединению. В вышеупомянутой заявке PCT/SE95/00575 описана ячейка АТМ, которая в своей полезной нагрузке транспортирует одну или несколько мини-ячеек. В примере, приведенном на фиг. 1, показаны три мини-ячейки 4, 5 и 6 различных размеров. Заголовок 2 АТМ включает 5 октетов (1 октет = 8 битов = 1 байт), а полезная нагрузка 3 включает 48 октетов. Каждая мини-ячейка 4, 5, 6 содержит заголовок 7 и данные абонента.
На фиг. 2 показан пример заголовка мини-ячейки 7, содержащего два октета 8, 9. Другие размеры заголовка мини-ячейки также возможны в зависимости от построения системы АТМ. Возможен также размер заголовка мини-ячейки, равный 3 октетам или более. Заголовок мини-ячейки 7 включает идентификатор цепи (CID), который идентифицирует установленное соединение/цепь; селектор типа полезной нагрузки (PTS), который идентифицирует разные типы полезной нагрузки, такие как данные абонента, данные управления, данные технического обслуживания; индикатор длины (LEN) и поле/бит контроля целостности заголовка (HIC). Индикатор длины LEN определяет размер полезной нагрузки отдельной мини-ячейки.
Существует необходимость различения разных типов мини-ячеек. В поле PTS селектора типа полезной нагрузки должно быть указано следующее.
Абонентская информация фиксированной длины. Индикатор длины LEN в заголовке не требуется, вместо этого длина абонентской информации конфигурируется в системе и в службе. Для "полной скорости передачи системы GSM" длина абонентской информации составляет 35 октетов, для полной скорости передачи системы PDC-20 октетов и для "полной скорости передачи системы D-AMPS" - 23 октета.
Абонентская информация различных размеров, то есть абонентская информация с переменной длиной. Этот случай соответствует предпочтительной форме осуществления изобретения и будет описан ниже. Использование поля селектора типа полезной нагрузки для указания абонентской информации с переменной длиной является решением, которое должно быть проверено в будущем.
Абонентская информация различных размеров увеличенной длины. Информация эксплуатации и технического обслуживания для цепи/соединения.
Информация синхронизации. Использование поля селектора типа полезной нагрузки для этой цели является возможным, но необязательным.
На фиг. 3 заголовок 7 ячейки показан содержащим поле 10 длины фиксированного размера (поле LEN), используемое для указания размера абонентских данных мини-ячейки, которой принадлежит заголовок. Размер мини-ячейки обозначается в этом поле 10 с использованием линейного кодирования. Линейное кодирование предполагает, что код соответствует фактическому размеру мини-ячейки. Например, если длина ячейки 5 октетов, в поле длины записывается 5 в двоичной форме (000101). Для коротких размеров мини-ячейки фиксированное поле 10 длины займет большую ширину полосы, но вся занятая ширина полосы не используется для передачи полезной нагрузки, что иллюстрируется первыми нулями в двух приведенных примерах. Следует отметить, что поле 10 длины несет каждая мини-ячейка индивидуального соединения. Другим недостатком этого поля 10 длины фиксированного размера является то, что диапазон размеров ячейки, которые могут быть выражены линейным кодированием, ограничен. Полем 10 длины с фиксированным размером, содержащим 6 битов, могут быть обозначены размеры ячейки от 1 до 64 октетов. Если для отдельного соединения должны использоваться большие размеры ячейки, то тогда длина поля 10 длины фиксированного размера должна быть увеличена, что в свою очередь ведет к еще большему расходу полосы частот.
На фиг. 4 показано поле 11 длины фиксированного размера. Нелинейное кодирование используется, чтобы указать широкий диапазон различных размеров ячейки. В данном примере 3 бита используется в октете заголовка мини-ячейки, например, в октете 9. Остальная часть битов этого же самого октета свободна и может использоваться для любой из вышеперечисленных целей. Это способствует уменьшению общего размера заголовка, что в свою очередь увеличивает эффективность использования ширины полосы.
В системах телефонной связи с подвижными объектами мини-ячейки генерируются кодерами речи. В настоящее время кодеры речи американского стандарта IS-95 используют 2, 5, 10 или 22 октета. При использовании поля 10 длины фиксированного размера в соответствии с упомянутым документом Американского национального института стандартов в заголовке мини-ячейки потребовалось бы 7 битов, чтобы указать размер ячейки, равный 22 октетам. При нелинейном кодировании в соответствии с фиг. 4 поле 11 длины фиксированного размера содержит 3 бита. Это дает экономию ширины полосы 10% для вокодера стандарта IS-95, который работает со скоростью 2 кбит/с (5 октетов за 20 мс).
На фиг. 5 показана таблица 12 соответствия, которая должна использоваться вместе с полем 11 длины фиксированного размера. Как видно из таблицы, значения кода не соответствуют размерам мини-ячеек, а вместо этого заранее заданные размеры назначаются соответствующим значениям кода с использованием только трех битов кода. Примеры размеров мини-ячеек даны в столбце размера в списке соответствия. Размеры изменяются от 4 до 60 октетов. Конечно, диапазон может быть увеличен, но максимальное число размеров задается числом используемых битов кода.
Чтобы увеличить число размеров, которые могут использоваться вместе с нелинейным кодированием, можно по требованию расширять фиксированное поле 11 длины (LEN). Ниже будут описаны два способа. Используется или бит расширения в поле 11 длины фиксированного размера как спецификатор для расширения поля 11 длины, и этот способ называется способом с битом расширения, или же один из кодов поля длины используется как спецификатор для расширения поля 11 длины, этот способ называется способом с кодом расширения.
На фиг. 6 бит 13, помеченный также как E и следующий за полем 11 длины, зарезервирован как бит 13 расширения. Когда бит 13 расширения установлен на 1, это указывает, что заголовок мини-ячейки включает добавочное поле 14 длины того же самого размера, что и поле LEN длины фиксированного размера. Когда бит расширения равен нулю, заголовок ячейки содержит только поле 11 длины.
Добавочное поле 14 длины в приводимом примере содержит 3 бита.
Когда бит 13 расширения установлен, число битов, доступных для таблицы 12 соответствия, будет увеличено с 3 до 6 битов, см. таблицу 15 соответствия, показанную на фиг. 7. Так как бит 13 расширения зарезервирован для указанной цели, он не может использоваться для отображения размера кода.
Модификацией способа с битом расширения является присоединение бита 11B расширения к добавочному полю 14 длины. Присоединенное поле расширения используется для того, чтобы указать, имеется следующее добавочное поле длины в заголовке мини-ячейки или нет. Если дополнительный бит 11B расширения установлен на 1, то это указывает, что второе добавочное поле 14A длины должно быть добавлено к заголовку, увеличивая таким образом число битов кода в таблице 15 с 6 до 9. Если присоединенное поле расширения включает бит, который установлен на 0, то второе поле не используется.
На фиг. 8 поясняется способ с кодом расширения. В соответствии с этим способом код в поле 11 фиксированной длины на фиг. 4 резервируется и используется как код расширения. Предположим, например, что двоичный код 111 в таблице 12 используется как код расширения. Когда этот код 111 присутствует в поле 11 фиксированной длины, это означает, что добавочное поле 14 длины должно быть включено в заголовок мини-ячейки. Таким образом, еще 3 бита доступны для отображения размера, как было показано на фиг. 8. Этот способ уменьшит число размеров в таблице 12 соответствия на один и добавит другие семь размеров ячейки, которые могут быть отображены дополнительными восемью значениями кода добавочного поля 14 длины.
С точки зрения эффективности использования ширины полосы способ с кодом расширения лучше, чем способ с битом расширения, так как требует 3 битов, в то время как способ с битом расширения требует 4 битов. Если посмотреть на диапазон значений, то способ с битом расширения лучше, чем способ с кодом расширения, так как обеспечивает 16 различных размеров ячейки по сравнению с 14, предоставляемыми способом с кодом расширения.
На фиг. 9 способ с битом расширения объединен со способом с кодом, что обеспечивает высокую эффективность использования битов в заголовке ячейки и в то же самое время охватывает широкий диапазон размеров ячеек и эффективно использует ширину полосы.
Базовый формат мини-ячейки, использующей этот комбинированный способ кодирования, показан на фиг. 9. Мини-ячейка содержит заголовок 21 из двух октетов и часть 22 с полезной нагрузкой, которая может включать от 1 до 48 октетов. Четыре младших бита длины мини-ячейки указываются в заголовке в небольшом поле 23 длины фиксированного размера (поле LEN). Поле 23 длины содержит 4 бита. Заголовок содержит также поле 24 идентификатора цепи (поле CID), занимающее 8 битов и идентифицирующее цепь, которой принадлежит мини-ячейка. В заголовке имеется также поле 25 спецификатора увеличения длины (поле LEQ) и поле 26 целостности заголовка (поле HIC), оба длиной по 2 бита.
Спецификатор 25 увеличения длины (LEQ) определяют как увеличение длины для полезной нагрузки и как расширение заголовка. Когда спецификатор увеличения длины содержит значения двоичных кодов 00, 01 и 10, мини-ячейка имеет базовый формат, показанный на фиг. 9, и биты кода спецификатора увеличения длины составляют биты, которые будут присоединены к полю 23 длины. Таким образом, в этом случае поле спецификатора увеличения длины будет служить в качестве расширения поля 23 длины.
В частности, 24 различных значения в поле 23 длины связаны с двоичным кодом 00, присутствующим в поле 25 спецификатора увеличения длины, 24 различных значения в поле 23 длины связаны с двоичным кодом 01, присутствующим в поле 25 спецификатора увеличения длины, и 24 различных значения в поле 23 длины связаны с двоичным кодом 10, присутствующим в поле 25 спецификатора увеличения длины. Это показано на фиг. 10. Это дает в итоге 48 различных значений длины в соответствии со следующим общим выражением:
[2длинаLE Qвбитах-m] • [2длинаLENвбитах] ,
где m - число кодов, используемых для указания расширенного формата мини-ячейки.
Соответственно размер полезной нагрузки может быть выбран из сорока восьми значений длины. В данном примере значения длины закодированы от 1 до 48.
Когда поле 25 спецификатора увеличения длины содержит двоичный код 11, это означает, что базовый формат ячейки должен быть расширен. Расширенный формат показан на фиг. 11. Поле 25 спецификатора увеличения длины имеет двойное предназначение. Двойное предназначение спецификатора увеличения длины заключается в том, что (i) он используется как два старших бита указания длины, то есть, LEQ • 24+LEN, как показано на фиг. 9, и (ii) он используется как индикатор расширенного формата заголовка, как показано на фиг. 11 и 12, то есть поле 23 длины интерпретируется как поле 27 спецификатора расширения (EXQ). Поле 27 спецификатора расширения содержит 4 бита.
Из четырех битов поля 27 спецификатора расширения двоичные значения 0000 и 0001 зарезервированы для использования вместе с добавочным полем 29 длины (полем LENE), как показано на фиг. 12 и 13. В частности, самый младший бит в поле 27 спецификатора расширения должен быть добавлен к семи битам в добавочном поле 29 LENE, как показано с помощью изображенного штриховой линией прямоугольника 31 на фиг. 13. Это аналогично тому, что показано на фиг. 10. Для двоичного значения спецификатора расширения, равного 0, это даст 128 различных значений длины, а для двоичного значения спецификатора расширения, равного 1 - другие 128 различных значений длины.
Число различных значений длины, которые могут использоваться этим способом, дается следующим общим выражением:
[2числои спольз уемыхбитовEXQ] • [2числобит оввLEN29] .
В предпочтительной форме осуществления изобретения значение спецификатора расширения "0" используется, чтобы указывать длину мини-ячейки, изменяющуюся от 1 до 128 октетов, а значение спецификатора расширения "1" используется, чтобы указывать длину мини-ячейки, изменяющуюся от 129 до 256 октетов.
Следует отметить, что длина мини-ячейки, показанной на фиг. 9 и 12, обозначена с использованием линейного кодирования.
Значение "2" (в двоичной форме 0010) спецификатора расширения используется для выражения того, что мини-ячейка является ячейкой эксплуатации и технического обслуживания (ячейкой ОАМ), которая содержит заголовок 32 и поле 33 информации эксплуатации и технического обслуживания, как показано на фиг. 14. Заголовок 32 аналогичен заголовку 21 на фиг. 12. В поле 25 спецификатора увеличения длины присутствует двоичный код 11 и в поле 27 спецификатора расширения присутствует двоичный код 0010.
Код "3" (в двоичной форме 0011) спецификатора расширения используется, чтобы указывать мини-ячейку фиксированной длины, например, для стандарта системы мобильной связи DAMPS. Другие значения спецификатора расширения могут использоваться для других стандартов систем или служб.
Значения "lxxx" кода спецификатора расширения используются как ячейки синхронизации; при этом "xxx" представляет собой информацию синхронизации.
В предпочтительной форме осуществления изобретения основным требованием является то, чтобы заголовок мини-ячейки имел максимальную длину 2 октета. При наложении этого ограничения имеющиеся биты используются эффективным образом для охвата всех диапазонов значений.
На фиг. 9, 11, 12, 14 предпочтительные размеры обозначены под соответствующими полями. Обозначенные размеры являются только примерами и может использоваться много других размеров различных полей. Другие коды спецификатора увеличения длины и спецификатора расширения, отличные от обозначенных, могут использоваться как биты, которые добавляются к полю 23 длины (LEN) и добавочному полю 29 длины (LENE).
На фиг. 15 показана блок-схема устройства, считывающего заголовок ячейки. Оно включает сдвиговый регистр 19, первый счетчик 20, регистр-защелку 30, постоянное запоминающее устройство 40, второй счетчик 50 и мультиплексор 60. Битовый поток, включающий абонентские данные мини-ячеек, вводится в сдвиговый регистр 19 путем подачи на один из его входов. Тактовый сигнал управляет частотой, с которой информационные разряды сдвигаются в сдвиговом регистре 19. Тактовые сигналы подсчитываются первым счетчиком 20, который используется, чтобы выделить поле 11 длины фиксированного размера из мини-ячейки и записать его данные в регистр 30. Поле фиксированной длины, или точнее, его информация, используется как адрес для постоянного запоминающего устройство 40, которое сконфигурировано с помощью таблицы соответствия, показанной на фиг. 5. Соответственно, отдельный код, ниже называемый кодом длины, будет соответствовать определенной длине абонентских данных. Из постоянного запоминающего устройства 40 размер абонентских данных (размер мини-ячейки минус размер заголовка) считывается и посылается на второй счетчик 50, который управляет мультиплексором 60 так, чтобы на его выходе 61 появлялись абонентские данные. Предположим, что первый счетчик 20 считывает двоичный код 011 из канала абонентских данных. Этот код используется как адрес для постоянного запоминающего устройства и по этому адресу хранится размер ячейки, равный 20. Соответственно, длина абонентских данных должна быть равна 20 октетам. Затем второй счетчик 50 отсчитывает следующие 20 октетов бит за битом, подсчитывая соответствующее число тактовых импульсов. Мультиплексор 60 показан имеющим переключатель 62, который может перемещаться между двумя обозначенными позициями. Первоначально счетчик 50 устанавливает переключатель 62 в нижнюю позицию, показанную штриховой линией, и никакие выходные данные на выходе 61 не появляются. Когда второй счетчик 50 получает размер ячейки от постоянного запоминающего устройства 40, он перемещает переключатель 62 в верхнюю позицию. В верхней позиции переключатель 62 подключается к линии 63, которая в свою очередь соединена с каналом ввода абонентских данных. Когда второй счетчик 50 отсчитывает 20 октетов, он перемещает переключатель 62 обратно в начальную позицию, тогда на выходе 61 будет получено правильное число октетов.
На фиг. 16 показано выделение поля 11 длины фиксированного размера из канала абонентских данных в момент t0. В момент t0 счетчик 20 начинает отсчитывать 20 октетов бит за битом и в момент t1 счетчик 20 отсчитает 20 октетов. Соответственно, переключатель 62 на фиг. 15 будет находиться в верхней позиции между моментами t0 и t1.
В устройстве считывания заголовка ячейки, показанном на фиг. 15, заранее заданное число кодов длины и размеров ячейки хранится в постоянном запоминающем устройстве 40. В устройство считывания заголовка ячейки, показанном на фиг. 17, используется оперативное запоминающее устройство 70, в которое коды длины и размеры ячейки записываются из системы 80 управления. Таким образом можно конфигурировать различные конкретные размеры мини-ячейки для индивидуальных систем телефонной связи с подвижными объектами.
Размеры мини-ячейки, которые хранятся в постоянном запоминающем устройстве 40, являются глобальными в том смысле, что индивидуальный код длины, например 101, относится ко всем соединениям, которые используют мини-ячейки с этим кодом длины.
Однако, используя систему 80 управления и оперативное запоминающее устройство 70, можно иметь определенный размер мини-ячейки для конкретного соединения или для конкретной физической линии связи, как будет описано в связи с фиг. 18-27.
На фиг. 18 показана блок-схема устройства считывания заголовка ячейки, используемого для реализации способа с кодом расширения. На фиг. 18 блоки с теми же функциями, что и у соответствующих блоков на фиг. 15 и 17, имеют те же самые обозначения. Схема отличается от показанных на фиг. 15 и 17 тем, что имеет компаратор 90, который используется для обнаружения кода расширения. Если имеется совпадение, компаратор запускает вычитающее устройство 100, которое заставляет первый счетчик 20 отсчитать в обратном направлении 3 отсчета. Когда это выполнено, поле увеличения длины, или точнее, его данные, снова записываются в регистр 30. Различные размеры, связанные с полем 14 увеличения длины, должны быть добавлены в оперативное запоминающее устройство 70. Это подразумевает, что число размеров ячейки в оперативном запоминающем устройстве будет удвоено. На практике это означает, что новый сегмент памяти будет использоваться в оперативном запоминающем устройстве 70. Блок 110 является защелкой с D-триггером, которая фиксирует выходное значение компаратора 90 и использует его для адресации нового сегмента памяти в оперативном запоминающем устройстве 70.
Компаратор 90 и вычитающее устройство 100 представляют собой блоки, которые обрабатывают добавочное поле 14 длины так, чтобы позиция в заголовке переместилась, если обнаружен код расширения. Три дополнительных бита будут добавлены к полю 11 длины и именно эти дополнительные биты будут использоваться, чтобы указать длину ячейки. Соответственно, поле 11 длины фиксированного размера заменяется добавочным полем 14 длины, которое вставлено в поток данных.
По сравнению с работой схемы на фиг. 15 или 17, где поле записывается в запоминающее устройство, на фиг. 18 еще одно поле записывается в запоминающее устройство 70.
Устройство считывания заголовка ячейки, показанное на фиг. 18, может также использоваться для того, чтобы реализовать способ с битом расширения. Это показано на фиг. 19. Из регистра 30, который содержит поле 11 длины фиксированного размера, извлекается бит 13 расширения и используется для увеличения диапазона адресов. Бит расширения будет заставлять первый счетчик 20 отсчитывать в обратном порядке три бита, указываемые вычитающим устройством 100. Это подразумевает, что три новых бита будут записаны в регистр 30 и эти три новых бита плюс три старых бита, то есть в целом шесть битов, используются для адресации оперативного запоминающего устройства 70 так, как показано шестью стрелками. С помощью этого способа число размеров ячейки увеличивается.
Постоянное запоминающее устройство 40 может иметь несколько различных таблиц соответствия такого вида, как показанная на фиг. 5. Возможна замена одной таблицы соответствия на другую в ответ на заранее заданный код длины в заголовке мини-ячейки. Таким способом можно переключаться с первого набора длин мини-ячеек, например 4, 8, 16, 20, на второй набор длин, например 3, 6, 9, 12. Вместо того чтобы использовать постоянное запоминающее устройство 40, сконфигурированное с помощью таблицы соответствия, показанной на фиг. 5, для той же самой цели можно использовать оперативное запоминающее устройство. Это даст возможность системе 80 управления записывать новый набор длин мини-ячеек в оперативное запоминающее устройство. Целая таблица также может быть передана в сообщении управления.
Вместо того чтобы обеспечивать каждую ячейку полем длины фиксированного размера для указания размера мини-ячейки, можно использовать неявный способ указания размера мини-ячейки, который не использует никакого поля длины в заголовке мини-ячейки. Согласно неявному способу указания размеров мини-ячейки информация, относящаяся к размерам, размещена в пределах сети системы. Вместо использования специального поля для указания размера ячейки используется существующее поле в заголовке мини-ячейки. В предпочтительной форме осуществления изобретения размеры мини-ячеек ставятся в соответствие идентификаторам устанавливаемых соединений. Соответственно, эти размеры являются не глобальными, а ориентированными на соединения.
Идентификация соединения обеспечивается полем идентификатора цепи (CID) соединения. На фиг. 20 заголовок 7 мини-ячейки показан содержащим поле 71 идентификатора цепи. Фактический размер поля 71 идентификатора цепи зависит от системы, но обычно два октета бывает достаточно. При использовании того же самого способа отображения, который был описан в связи с фиг. 6 и 7, получим в результате таблицу 72 соответствия.
Соответственно, поле 11 фиксированной длины отбрасывается. Это будет увеличивать эффективность использования полосы частот. Значение идентификатора цепи используется как адрес для оперативного запоминающего устройства 70 на фиг. 17 и обеспечивается системой 80 управления. Так, вместо приема поля 11 длины в регистр 30, значение идентификатора цепи принимается в регистр 30 и используется как адрес для оперативного запоминающего устройства 70. Таким образом, будет иметь место зависимость между идентификатором установленного соединения и длинами мини-ячеек, используемых в соединении. Соответственно, никаких дополнительных областей запоминающего устройства не требуется для хранения зависимости между идентификатором канала и размером мини-ячейки, связанным с упомянутым идентификатором канала.
При установлении соединения система 80 управления получит сообщение, которое требует: (a) чтобы соединение было установлено между идентифицированными конечными точками и (b) что это соединение должно использовать мини-ячейки, имеющие размер X октетов. Предполагается, что X является целым числом, выбранным среди имеющихся в распоряжении размеров ячейки. Затем управляющая схема выбирает свободный идентификатор CID цепи среди логических адресов, предоставляемых сетью АТМ, для примера, идентификатор CID= 7. Система 80 управления теперь будет использовать 7 как адрес для оперативного запоминающего устройства 70 и запишет по этому адресу размер мини-ячейки X. Устройство считывания заголовка ячейки, показанное на фиг. 17, будет работать так же, как описано выше.
Следует отметить, что установление соответствия имеет место при установлении соединения. Следует отметить, что один и тот же идентификатор CID может относиться к нескольким различным размерам мини-ячейки в связи с тем фактом, что ячейки, имеющие одинаковый идентификатор CID, могут транспортироваться в различных виртуальных соединениях VC: s. Это поясняется на фиг. 22, где показана типичная адресная структура, используемая в сети АТМ. Для каждой физической линии связи, называемой физическим путем, в сети АТМ имеется таблица 140 физической линии связи, имеющая ряд входов, например, обозначенных как входы 0-23. С каждой физической линией связи связана соответствующая таблица 150 идентификаторов виртуальных путей/ идентификаторов виртуальных каналов (VPI/VCI). Например, в каждой физической линии связи имеется 256 виртуальных путей (VP) 0-255. В каждом соединении виртуального канала (VC), идентифицированном значением VCI/VPI, имеется, например, 256 соединений с мини-ячейками, каждое из них имеет свой индивидуальный идентификатор CID.
Некоторые применения требуют, чтобы размер мини-ячейки был изменен на миллисекундной основе. Другие способы изменения размера, выполняющие это требование, используют мини-ячейки изменения размера ячейки, транспортируемые в канале абонентских данных. Это будет описано в связи с фиг. 24-27. Используемые способы изменения размера не требуют никакой обработки системой 80 управления и не требуют никакого механизма синхронизации.
В частности, специфическая мини-ячейка используется, чтобы указать новый размер в соответствии со способами, описанными в связи с фиг. 24-27. Новый размер мини-ячейки содержится в полезной нагрузке 94. Используются четыре различных типа:
1) специфическое значение спецификатора расширения EXQ определяет мини-ячейку индикатора размера, как показано на фиг. 26,
2) определенное значение, 2 в двоичной форме, спецификатора расширения EXQ (что соответствует ячейке эксплуатации и технического обслуживания), используется как показано на фиг. 25,
3) мини-ячейка, указывающая на изменение размера, обозначается специфическим значением индикатора цепи, например, CID= 0, и соединение идентифицируется полем 93 идентификатора цепи в полезной нагрузке, как показано на фиг. 24,
4) тип, описанный ниже в пятом способе.
Новый размер мини-ячейки, который нужно использовать для следующих мини-ячеек в соединении, указывается в поле 94 длины. Все мини-ячейки после мини-ячеек 91, 95, 97 в потоке данных, имеющие тот же самый идентификатор цепи, будут иметь новый размер ячейки и установленный на нуль индикатор размера, указывающий, что мини-ячейка используется для абонентских данных.
В зависимости от реализации системы связи, мини-ячейка, которая содержит информацию, указывающую на изменение размера мини-ячейки, располагается упорядоченно или неупорядоченно относительно первой мини-ячейки, которая имеет новую длину в потоке абонентских данных, то есть, является с ней связанной или нет. Это может создавать или не создавать проблему синхронизации. Мини-ячейка, содержащая информацию об изменении размера мини-ячейки, будет ниже называться управляющей мини-ячейкой. Следует отметить, что управляющая мини-ячейка может включать, в дополнение к информацию об изменении размера мини-ячейки, другую информация типа абонентских данных, данных управления, данных эксплуатации и технического обслуживания и т. д.
Далее будут описаны пять способов изменения размера мини-ячейки продолжающегося, то есть действующего соединения.
Способ 1. Общий обзор.
Если размер мини-ячейки должен изменяться не слишком часто, то есть реже, чем каждую секунду, то в соответствии с настоящим изобретением предлагается изменять размер с помощью сообщения управления, которое посылается по протоколу доступа между базовой станцией и узлом управления, таким, как например, центр коммутации мобильной связи MSC. Узел управления будет обрабатывать данные и управлять всем оборудованием, привлекаемым к установлению соединения мини-ячейки, в частности, системой 80 управления на фиг. 17, 18 и 19. Сообщение управления посылается по каналу, который отличается от канала, в котором транспортируются мини-ячейки. Таким образом, будет необходимо обеспечить синхронизацию между передающим и приемным концом. В соответствии с изобретением такая синхронизация обеспечивается путем установки флага в бите заголовка мини-ячейки, как показано на фиг. 23, где бит флага помечен как 82.
На фиг. 29 показана форма осуществления способа изменения размера ячейки, называемого далее сигнализацией на уровне управления. Устройство 83 считывания заголовка ячейки, идентичное показанному на фиг. 15, принимает поток 84 битов абонентских данных, передаваемый от условно показанного передающего устройства 85. Когда необходимо изменить размер мини-ячейки, передающее устройство 85 посылает сообщение 86 управления, которое передается в канал управления и которое указывает, что соединение, имеющее идентификатор цепи CID= N, должно изменить размер своей ячейки с длины L1 на новую длину L2, где L - число октетов, составляющих мини-ячейку.
Сообщение 86 управления передается в потоке 87 битов в канале управления. Поток 87 битов не синхронизирован с потоком 84 битов. Обработчик протокола для сообщений 88 сигнализации получает сообщение управления и передает его системе 80 управления. Система 80 управления теперь запишет новую длину L1 ячейки в устройство 83 считывания заголовка ячейки по адресу идентифицированного соединения с CID= N.
По истечении времени, достаточного для обработки сообщения управления системой 80 управления сети АТМ, передающее устройство 85 изменяет размер ячейки с L1 на L2, устанавливая флаг 82 в первой мини-ячейке 89, использующей новый размер L2. Это сообщит приемной стороне, что данная ячейка и следующие ячейки имеют новый размер L2.
Наконец, когда первая мини-ячейка 89, которая несет флаг 82, принята устройством 83 считывания заголовка ячейки, и идентификатор цепи мини-ячейки 89 принят регистром 30, новая длина L2 будет считана из таблицы соответствия, связанной с этим идентификатором цепи. Второй счетчик 50 будет тогда управлять мультиплексором 60 так, что новый размер ячейки будет применяться к мини-ячейке 89 в сдвигающем регистре 10 и ко всем следующим ячейкам, принадлежащих этому соединению. Таким образом, никакая информация не будет потеряна, когда изменяется размер ячейки.
Сигнализацией на уровне управления можно осуществлять изменение размера ячейки на секундной основе. Это связано с тем, что система 80 управления должна обработать сигналы управления, что обычно требует около 1/2 секунды. Соответственно, сигнализация на уровне управления является медленной и требует синхронизации.
Следует отметить, что фиг. 29 несколько упрощена, чтобы яснее изложить способ синхронизации. В действительности поток 87 битов перемежается в потоке 84 битов нерегулярно во времени.
Способ 1. Подробное описание
Общий способ, описанный в связи с фиг. 29, теперь будет описан подробно в отношении системы связи с подвижными объектами GSM, показанной на фиг. 30. На фиг. 30 узлом 100 управления является центр коммутации мобильной связи (MSC) в сети GSM. Узел 100 управления включает систему 80 управления, которая управляет оборудованием 101 передачи. Оборудование передачи в свою очередь включает устройство 102 пакетирования мини-ячеек, которое включает устройство 103 считывания заголовка ячейки такого вида, как показано на фиг. 15, 17, 18 и 19. Базовая станция 104 в сети GSM имеет аналогичное оборудование 105 передачи с устройством 106 депакетирования ячеек, которое содержит устройство 107 считывания заголовка ячейки. Оборудование 101 передачи имеет устройство депакетирования мини-ячеек (не показано), а оборудование 105 передачи имеет устройство пакетирования мини-ячеек (не показано). Оборудование 101 и оборудование 105 обмениваются пакетами по линии связи 108. Несколько соединений может существовать одновременно, но для примера рассматривается только одно определенное соединение 109. Предполагается, что мини-ячейки, условно показанные как 110 и 111 и используемые в пакетах для соединения 109, имеют длину по 15 октетов каждая. Трафик предполагается осуществляемым непрерывно на основе запросов. В некоторый момент, зависящий от внешнего события, такого, как например, переключение с одной службы на другую, переключения с передачи речи на передачу данных или с передачи с половинной скоростью на передачу с полной скоростью, система 80 управления начинает изменение размера мини-ячеек, посылая соответствующее сообщение 112, 113 управления каждому оборудованию 101 и 105. Каждое сообщение управления указывает, что для соединения 109 размер мини-ячейки будет изменен на новый размер, составляющий 23 октета. После приема сообщения управления не предпринимается никакого немедленного действия, за исключением того, что каждое оборудование теперь знает, что размер предполагается заменить на 23 октета. Только когда оборудование 105 имеет информацию для передачи, оно начинает действовать. Последовательность операций, которые будут происходить, будет описана со ссылкой на фиг. 31.
Фиг. 31 представляет собой диаграмму сигнализации, показывающую пакеты, передаваемые между оборудованием 101 и оборудованием 105. Пакеты представлены стрелками, а выше стрелок показаны размеры мини-ячеек, используемых в пакетах. Если следовать по стрелкам во временной последовательности сверху вниз, то происходит следующее. Первоначально между оборудованием 101 и 105 выполняется обмен пакетами, представленными двумя самыми верхними сигнальными стрелками. Длина ячейки первоначально составляет 15 октетов. Затем сообщение 112 управления передается оборудованию 105. И может также случиться, что один или несколько дальнейших пакетов 114 передаются от оборудования 101 в оборудование 105 прежде, чем сообщение 113 управления передается оборудованию 101. Как указано выше, принимающее оборудование 105 не будет реагировать на прием сообщения 112 управления, пока ему нечего передавать. Когда в следующий раз оборудование 105 будет иметь информацию для передачи, оно пошлет ее в пакете 115, в котором используются ячейки, имеющие новую длину ячейки 23 октетов. В первой ячейке новой длины установлен первый флаг. Этот первый флаг представляет собой флаг 82 на фиг. 29. Первый флаг указывает, что эта мини-ячейка 115 и следующие за ней имеют новую длину. В оборудовании 101, работающем теперь как приемный блок, флаг обнаруживается устройством считывания заголовка ячейки в непоказанном устройстве депакетирования и используется для запуска механизма, изменяющего длину мини-ячеек, которые должны быть переданы в будущем этим оборудованием 101 на новую длину. Этот механизм находится в устройстве 102 пакетирования мини-ячеек. Затем, когда оборудование 101 будет иметь информацию для передачи, оно пошлет ее в пакетах с мини-ячейками новой длины. В первом из них, представленном сигнальной стрелкой 116, устанавливается второй флаг. Пакеты, которыми с этого времени будут обмениваться оборудование 101 и оборудование 105, все будут иметь новую длину, как показано пакетами 117 и 118, и все не будут иметь установки второго флага.
Из вышеприведенного очевидно, что первый флаг в первой мини-ячейке 115 действует как синхронизирующий флаг. Второй флаг в мини-ячейке 116 действует как флаг подтверждения, который подтверждает оборудованию 101, что оборудование 105 получило синхронизирующий флаг. После обмена двумя флагами соединение 109 находится в синхронизированном состоянии, в котором оба оборудования 101 и 105 передают и принимают пакеты с новой длиной. Этим способом изменяется длина мини-ячеек, используемых для отдельного соединения, в то время как соединение сохраняется установленным.
Новая длина передается в сообщениях 112, 113 управления. Сообщением управления обычно является отдельная ячейка, такая, как ячейка эксплуатации и технического обслуживания. Мини-ячейки эксплуатации и технического обслуживания передаются по обособленному соединению или по соединению 109. Использование сообщений управления не оказывает никакого влияния на ширину полосы, доступную соединению 109. Когда длина мини-ячейки должна быть изменена, это потребует затрат только одного двоичного символа мини-ячейки, а именно бита флага. Другими словами, только один бит должен использоваться в протоколе обмена информацией между любыми двумя абонентами в системе радиосвязи с подвижными объектами. С точки зрения использования ширины полосы способ сигнализации на уровне управления является эффективным.
Следует помнить, что доступные длины мини-ячеек сконфигурированы в системе радиосвязи с подвижными объектами.
В соответствии с модификацией вышеупомянутого способа первый флаг передается в мини-ячейке, которая имеет старую длину 15 октетов. Это даст оборудованию 101 вполне достаточное время, чтобы дать команду его устройству считывания заголовка ячейки изменить свои установки на прием ячеек с новой длиной.
Способ 1 не определяет, как сообщения 112, 113 управления передаются на передающую и приемную стороны определенного соединения. Если подвести итог, для способа 1 требуется отдельная управляющая мини-ячейка, чтобы изменить размер мини-ячеек соединения, а также требуется механизм синхронизации, чтобы перейти к новому размеру мини-ячейки в надлежащий момент.
Способ 2
Этот способ является примером способа 1 и иллюстрирует, как сообщение управления передается в оборудование 101, 105. В этом способе используется управляющая мини-ячейка вышеуказанного вида (2). Управляющая мини-ячейка имеет вид, показанный на фиг. 24, и имеет поле 94, содержащее новый размер мини-ячейки. Значение идентификатора цепи управляющей мини-ячейка отличается от идентификатора цепи соединения 109, размер ячейки которого должен быть изменен. Соответственно сообщение управления передается по соединению, которое отличается от того, по которому передаются данные абонента. Обратимся к фиг. 32. Имеется проблема синхронизации, потому что управляющая мини-ячейка не связана с последовательностью мини-ячеек, размер которых должен быть изменен. Таким образом имеются два взаимно независимых соединения; одно - 125 для управляющей мини-ячейки, а другое одно - 109 для мини-ячеек абонентских данных. Для примера управляющая мини-ячейка, помеченная 127, имеет значение идентификатора CID= 0, а мини-ячейка абонентских данных имеет значение идентификатора CID= 7. Соединение 109 активно передает на оборудование 105 пакеты, которые все заполнены мини-ячейками 128 длиной 15 октетов. В некоторый момент система управления хочет изменить размер мини-ячейки пакетов в соединении 109 с 15 на 23 октета. Система управления подает команду на передачу управляющей мини-ячейки 127. Управляющая мини-ячейка передается по соединению 125. Управляющая мини-ячейка имеет идентификатор цепи CID= 0 и содержит в своей полезной нагрузке: (а) поле 93 идентификатора цепи и поле 94 длины. Поле 93 идентификатора цепи относится к соединению, размер мини-ячейки которого должен быть изменен; в этом случае указан идентификатор цепи CID = 7. В поле 94 длины указана новая длина 23.
Передающее оборудование 101 и принимающее оборудование 105 оба принимают управляющую мини-ячейку 127, ср. с диаграммой сигнализации, показанной на фиг. 33, и они оба узнают новую длину 23 октета. Любой из двух модулей может теперь начинать использовать новую длину в следующий момент синхронизации. Чтобы генерировать момент синхронизации, принимающее оборудование 105 устанавливает флаг 129 в первой мини-ячейке 130 с новой длиной, с которой осуществляется передача по соединению 109. Флаг содержит один двоичный символ и указывает принимающему блоку, что следующие мини-ячейки, начиная с мини-ячейки, в которой установлен бит флага, все будут иметь новую длину L= 23. Тогда все последующие мини-ячейки, передаваемые оборудованием 105, будут иметь новую длину. Когда оборудование 101 принимает мини-ячейку 130, флаг ячейки укажет, что мини-ячейка форматирована с новой длиной. Следовательно, оборудование 101 будет депакетировать ячейки 130 и все последующие мини-ячейки, используя новую длину 23 октета. Когда оборудование 101 имеет что-либо для передачи оборудованию 105, оно будет использовать новую длину, что иллюстрируется стрелкой 131.
Следующий вышеупомянутый момент синхронизации, может произойти, когда новая служба вызывается системой управления или когда система управления по другим причинам хочет изменить размер ячейки определенного соединения.
Соответственно, можно послать бит флага как только передающий и принимающий блоки соединения 109 получат управляющую мини-ячейку 127. Бит флага действует как средство синхронизации для переключения со старого размера мини-ячейки на новый размер мини-ячейки. Синхронизация выполняется самими передающим и принимающим блоками без помощи системы управления. Передающее оборудование сначала устанавливает флаг синхронизации, когда оно изменяет длину передаваемых им мини-ячеек. Принимающий блок после приема флага начинает использовать новый формат длины.
В поясняющем примере передающим оборудованием, которое начинает первым передачу после приема управляющей ячейки 127, является оборудование 105. Им могло бы быть также и оборудование 101.
Этот способ работает быстрее, чем способ 1, так как управляющая мини-ячейка содержит новый размер и следовательно оборудованию 101, 105 не нужно ждать вхождения в контакт с системой управления для того, чтобы иметь новый размер ячейки. Способ 2 имеет преимущество в использовании ширины полосы, так как дополнительные затраты ресурсов полезной нагрузки составляют только один бит каждый раз, когда размер изменяется.
Мини-ячейки эксплуатации и технического обслуживания ОАМ обрабатываются подсистемой эксплуатации и технического обслуживания системы связи. В соответствии с модификацией способа 2, мини-ячейки эксплуатации и технического обслуживания, указывающие изменение размера соединения 109, обрабатываются оконечным оборудованием 105.
Обратимся к фиг. 34 и 35. Управляющая мини-ячейка имеет вид, показанный на фиг. 24. Имеется проблема, связанная с изменением размера ячейки, так как много других событий случаются в системе прежде, чем изменяется размер ячейки соединения 109. На фиг. 34 показана последовательность пакетов, которые принадлежат трем различным соединениям, имеющим соответствующие идентификаторы каналов CID= 1, CID= 2 и CID= 7. Все три соединения передают информацию. Точно в середине последовательности пакетов желательно изменить размер ячейки в соединении, для которого CID= 7 и которое использует размер ячейки 15 октетов.
Сначала в последовательности пакетов приходит пакет 140, принадлежащий соединению, которое имеет CID = 1 и длину L= 10. Затем приходит пакет 141, принадлежащий к соединению, которое имеет CID= 2 и длину L= 8. Затем приходит пакет 142, принадлежащий соединению, которое имеет CID= 7 и длину L= 23 октета. Следующим приходит пакет 143, принадлежащий CID= 1, затем пакет 144, принадлежащий CID= 2. Пусть по некоторым причинам система управления 80 решила изменить размер ячеек в соединении, которое имеет CID= 7, с текущего L= 15 на L= 23. Поэтому система управления 80 вставляет управляющую мини-ячейку 145 в исходящий поток данных. Значение CID= 0 обозначает мини-ячейку эксплуатации и технического обслуживания. В полезной нагрузке управляющей мини-ячейки 145 имеется ссылка на соединение CID= 7, размер ячейки которого должен быть изменен, и указание новой длины ячейки L= 23. Когда управляющая мини-ячейка принимается оборудованием 105 на приемной стороне, устройство 106 депакетирования записывает информацию, введенную в управляющую мини-ячейку 145, то есть оно записывает следующее: в соединении, которое имеет идентификатор CID= 7, размер ячейки должен быть заменен на 23 октета. Информация сохраняется до прибытия в следующий раз мини-ячейки этого соединения. В течение этого времени, то есть в течение времени от приема мини-ячейки 145 до прибытия следующей мини-ячейки, которая имеет CID= 7, много других мини-ячеек, принадлежащих другим двум соединениям, прибывают в устройство 106 пакетирования. Это иллюстрируется мини-ячейками 146 и 147, принадлежащим соединениям с идентификаторами CID= 1 и CID= 2, соответственно. Когда следующая ячейка соединения с идентификатором CID= 7 в конце концов прибывает, то есть, когда прибывает мини-ячейка 148, тогда оборудование 105 считывает ее и его устройство депакетирования форматирует ее в сегменты, которые все имеют длину по 23 октета. Все шаги вышеописанного способа показаны на фиг. 35.
Оборудование 105 является простым при условии, что система 80 управления рассчитана на модификацию в некоторый момент времени ячейки только одного соединения. Если несколько соединений должны изменять размер ячеек одновременно, реализация оборудования 105 будет более сложной.
Способ 3
С системной точки зрения изменением размера мини-ячейки в соответствии со способом 3 управляет система эксплуатации и технического обслуживания и сообщение управления для изменения размера транспортируется в потоке трафика, то есть в потоке, где транспортируются мини-ячейки абонентских данных.
В способе 3 управляющая мини-ячейка является мини-ячейкой описанного выше типа (3). Управляющая мини-ячейка является мини-ячейкой эксплуатации и технического обслуживания, имеющей значение спецификатора расширения "2" (в двоичной форме 10). Ячейка эксплуатации и технического обслуживания, показанная на фиг. 25, имеет значение идентификатора цепи, равное значению идентификатора цепи соединения, размер ячейки которого должен быть изменен. Другими словами, ячейка эксплуатации и технического обслуживания транспортируется в том же самом соединении, размер ячейки которого должен быть изменен. Это гарантирует, что управляющая мини-ячейка находится в правильном месте в потоке мини-ячеек соединения, размер которых должен быть изменен. Под правильным местом имеется в виду то, что управляющая мини-ячейка находится между двумя мини-ячейками различных размеров, которые обе принадлежат соединению, размер мини-ячейки которого должен быть изменен. Поэтому в принципе никакого механизма синхронизации не будет требоваться. Однако, так как ячейка эксплуатации и технического обслуживания не следует в ту же конечную точку, что и мини-ячейки трафика, могут возникать проблемы синхронизации. Селектор типа полезной нагрузки PTS= OAM управляющей мини-ячейки указывает, что эта мини-ячейка является ячейкой эксплуатации и технического обслуживания. Оборудование передачи обрабатывает мини-ячейки абонентских данных на уровне трафика и не обрабатывают ячейки эксплуатации и технического обслуживания. Ячейки эксплуатации и технического обслуживания обрабатываются системой эксплуатации и технического обслуживание на уровне управления.
В способе 3 используются аппаратные средства, аналогичные описанным со ссылкой на фиг. 30 и 32, и поэтому они не будут описываться снова. Согласно примерам фиг. 30 и 32 также предполагается, что соединение 109 должно изменить размер своих мини-ячеек. Соединение 109 имеет идентификатор CID= 7. Размер мини-ячейки этого соединения 109 должен быть изменен с 15 октетов на 23 октета. Теперь обратимся к фиг. 36. В это соединение вставляется управляющая мини-ячейка 134 эксплуатации и технического обслуживания. Управляющая мини-ячейка эксплуатации и технического обслуживания содержит новую длину 23 октета в своем поле 94A длины (фиг. 25).
Система 80 управления, показанная на фиг. 36, включает обработчик 133 мини-ячейки и управляет устройством 102 пакетирования ячейки с устройством 103 считывания заголовка ячейки.
Входящие пакеты в устройство 102 пакетирования ячейки на фиг. 36 прибывают слева, а исходящие пакеты уходят вправо. Пока входящие мини-ячейки имеют значение спецификатора расширения, отличное от 2 (в двоичной форме 10), непоказанный блок пакетирования ячеек оборудования 105 будет формировать их в пакеты, которые посылаются к месту их назначения по стрелке 136.
Оборудование 105, которое находится в конечной точке соединения 109, идентифицирует управляющую мини-ячейку как ячейку эксплуатации и технического обслуживания, так как ее селектор типа полезной нагрузки PTS= OAM. Оборудование 105 будет выделять управляющую мини-ячейку эксплуатации и технического обслуживания из потока данных и посылать ее, как обозначено стрелкой 137, в систему 80 управления, в которой она обрабатывается обработчиком 133 ячеек эксплуатации и технического обслуживания. Логическая схема, находящаяся в обработчике ячеек эксплуатации и технического обслуживания, будет интерпретировать ячейку эксплуатации и технического обслуживания. В данном случае логическая схема установит, что ячейка эксплуатации и технического обслуживания относится к идентификатору CID= 7 и что должно произойти изменение длины мини-ячейки. В результате интерпретации обработчик ячеек эксплуатации и технического обслуживания возвращает в блок пакетирования ячеек сообщение указания размера SI, указывающее, что мини-ячейки в соединении 109 должны иметь новую длину SI= 23. Это сообщение показано стрелкой 138. После получения этого сообщения устройство 102 пакетирования начинает считывать входящие мини-ячейки, применяя новую длину L= 23. Чтобы делать так, устройство 102 пакетирования дает команду на установку новой длины своему оперативному запоминающему устройству 70.
Ячейки эксплуатации и технического обслуживания могут быть многих видов. Ячейка эксплуатации и технического обслуживания содержит сообщение, которое указывает обработчику 133 ячеек эксплуатации и технического обслуживания, какой вид действий должна предпринять система управления в ответ на полученную ячейку эксплуатации и технического обслуживания. Например, это может быть сообщение, предписывающее системе 80 управления измерить коэффициент ошибок в битах. Другая ячейка эксплуатации и технического обслуживания может содержать сообщение, информирующее о неисправности аппаратных средств системы 80 управления. Еще одним сообщением мини-ячейки эксплуатации и технического обслуживания является команда управления для проверки множества мини-ячеек в некотором отношении, например относительно контрольной суммы. Устройство 102 пакетирования будет посылать все мини-ячейки, имеющие селектор типа полезной нагрузки PTS= OAM, обработчику эксплуатации и технического обслуживания в системе 80 управления.
Так как мини-ячейка 134 эксплуатации и технического обслуживания связана с моментом изменения размера ячейки и она принадлежит соединению 109, размер мини-ячейки которого должен быть изменен, кажется, что никакой синхронизации не требуется. Это однако не всегда справедливо. Построение системы также может влиять на осуществление способа 3. Следовательно, может быть необходимо обеспечить некоторый механизм синхронизации. Почему это так, будет описано ниже.
Системе 80 управления требуется некоторое время, чтобы интерпретировать ячейку 134 эксплуатации и технического обслуживания. Обратная передача сообщения указания длины SI в устройство 102 пакетирования также требует времени. В это время новая ячейка может прибыть по соединению 109. В течение этого времени блок депакетирования ячеек не будет знать размер входящих мини-ячеек. Это и является причиной, по которой необходим некоторый механизм синхронизации.
Поэтому в соответствии с модификацией способа 3 предлагается, чтобы оборудование 105, которое находится в конечной точке соединения 109, само считывало ячейку эксплуатации и технического обслуживания, чтобы узнать ее тип. Если мини-ячейка эксплуатации и технического обслуживания является мини-ячейкой модификации размера ячейки, принимающее оборудование обработает ячейку эксплуатации и технического обслуживания и начнет получать и посылать мини-ячейки с новой длиной. Это устранит вышеуказанное время задержки, связанное с обработкой и временем обратной передачи указания длины SI. Способ 3 по прежнему гарантирует, что момент, в который изменяется размер мини-ячейки, будет правильным. Таким образом, оборудование передачи будет гарантировать, что ячейка модификации размера мини-ячейки будет связана с первой мини-ячейкой, которая имеет новый размер ячейки. Согласно этой модификации способа 3, ячейка эксплуатации и технического обслуживания обрабатывается на уровне трафика.
С точки зрения использования ширины полосы способ 3 не приводит к потерям ширины полосы, если частота, с которой изменяется размер мини-ячейки, является умеренной.
Способ 4
В соответствии с этим способом управляющая мини-ячейка транспортируется в потоке трафика и обрабатывается автономно устройствами 102, 106 пакетирования и депакетирования. Управляющая мини-ячейка имеет конечную точку назначения на уровне трафика. Петля 137, показанная на фиг. 36, устраняется.
В способе 4 управляющая мини-ячейка имеет описанный выше тип (1), ячейка имеет тип, показанный на фиг. 26, где значение идентификатора цепи управляющей ячейки то же самое, что и у соединения Способ будет описан со ссылкой на фиг. 37 и 38. На фиг. 37 все блоки являются аналогичными описанным в связи с фиг. 30 и 32. Предположим, что оборудование 101 посылает пакеты оборудованию 105 и что пакеты заполнены мини-ячейками 110, имеющими длину 15 октетов.
В некоторый момент система 80 управления дает команду на изменение длины ячеек. Новая длина должна быть 23 октета. Команда на изменение размера ячейки посылается оборудованию 101 передачи, например, в ячейке эксплуатации и технического обслуживания. Оборудование 101 отвечает на эту команду, посылая управляющую мини-ячейку 119 показанного на фиг. 26 типа, в оборудование 105. Вся управляющая мини-ячейка 119 используется для передачи информации об изменении размера ячейки. Принимающее оборудование 105 должно поэтому изменить размер пакета до 23 октетов, вопрос в том, когда.
Если оборудование 101 посылает управляющую ячейку 119 после последней из ячеек 110 длиной 15 октетов, то затем все дальнейшие ячейки, которые посылаются оборудованием 101, могут иметь новую длину 23 октета. Никакая дополнительная синхронизация не будет требоваться.
Это связано с тем, что в сети АТМ ячейкам АТМ гарантируется прибытие в их места назначения в правильном временном порядке. Другими словами, временной порядок, в котором ячейки АТМ передаются, не будет изменен на приемной стороне. Следовательно, система 80 управления может в любое время давать команду передающему оборудованию 101 передачи перейти на новый размер мини-ячейки.
Способ поясняет диаграмма сигнализации, показанная на фиг. 38. Фиг. 38 аналогична фиг. 31 и поэтому не будет подробно описываться. На фиг. 38 команда на изменение размера мини-ячейки обозначена стрелкой 121. Управляющая мини-ячейка обозначена стрелкой 122 и имеет длину 15 октетов. Она не может иметь новую длину. Следующая мини-ячейка 123, переданная оборудованием 101, и все следующие за ней мини-ячейки передаются с новым размером. После получения управляющей мини-ячейки 122 в оборудовании 105 механизм, находящийся в устройстве 107 пакетирования и непоказанном устройстве депакетирования, будет устанавливать длину мини-ячеек, которые следуют за мини-ячейкой 122, на новое значение, равное 23 октетам. Таким образом, когда мини-ячейка 123, которая передана оборудованием 101, прибывает в оборудование 105, она будет декодироваться с использованием новой длины. Точно так же, когда оборудование 105 передает следующую за ней мини-ячейку 124, оно будет передавать ее с новой длиной.
Присущие способу 4 потери ширины полосы пропорциональны частоте изменения размера ячейки. Только в связи с изменением размера мини-ячейки появляются дополнительные затраты ресурсов в виде управляющей мини-ячейки. Мини-ячейки 110 и 120 не содержат никаких полей для указания размера ячейки. Следовательно, они не имеют никаких дополнительных затрат ресурсов, связанных с указанием размера ячейки. Этим они отличаются от мини-ячеек, описанных в связи с фиг. 4, 6, 9, 11, 12, которые все содержат указание размера мини-ячейки.
Способ 4 приводит к сложной реализации оборудования 101, 105 передачи, так как оно должно быть способно обрабатывать большое число соединений одновременно и за очень короткое время.
Нужно помнить, что АТМ является методом, ориентированным на соединения, который определяет соединения типа точка-точка. Этим АТМ отличается от сети с коммутацией пакетов, в которой соединения отсутствуют. В сети с коммутацией пакетов пакеты, которые имеют одинаковое место назначения, могут иметь различные маршруты и, следовательно, могут прибывать в измененной последовательности.
Способ 5
Способ 5 является дальнейшим усовершенствованием способа 4. Вместо того чтобы использовать полную мини-ячейку для изменения размера мини-ячеек продолжающегося соединения, в мини-ячейку, несущую данные абонента, вставляется необязательное поле. Когда необязательное поле присутствует, оно указывает новый размер, который нужно использовать для мини-ячеек соединения. В способе 5 информация для изменения размера мини-ячеек транспортируется в потоке трафика. Согласно способу 5 используется несколько иной формат сообщения. В принципе используется явное, то есть отдельное, поле длины. Способ будет описан со ссылкой на фиг. 39-41. В способе 5 для модификации размера ячейки используется мини-ячейка 170 типа, показанного на фиг. 27. Необязательное поле 171 используется для указания новой длины, которую нужно использовать для мини-ячеек, следующих за этой ячейкой 170 и принадлежащих к тому же самому соединению. Соединение указано идентификатором цепи в заголовке мини-ячейки. В заголовке имеется также бит 13 расширения (фиг. 27), который, когда он установлен, указывает, что ячейка содержит необязательное поле 171 длины. Если бит расширения установлен на 0, поле 171 в ячейке 170 отсутствует.
Способ 5 будет описан в связи с фиг. 39-41. Фиг. 39 аналогична фиг. 30 и на ней показаны те же самые устройства. Когда размер ячейки должен быть изменен, система 80 управления пошлет команду 149 на модификацию размера ячейки только передающему оборудованию 101 передачи.
После приема команды на изменение размера мини-ячейки передающее оборудование 101 передачи устанавливает флаг 150, добавляет необязательное поле 171 длины к мини-ячейке 170, записывает новый размер ячейки в добавленном поле длины, в примере - 23, передает мини-ячейку в новом формате с длиной 23 октета и продолжает передавать все следующие мини-ячейки с новой длиной. После приема управляющей мини-ячейки 170 оборудование 105 обнаруживает флаг. В ответ на обнаружение флага оборудование 105 изменяет размер мини-ячейки с текущего размера на новый размер, указанный в добавленном необязательном поле 171 длины. Принимающее оборудование 105 начинает использовать новый размер 23 октета, начиная с управляющей ячейки и продолжая всеми следующими ячейками в этом соединении.
На фиг. 41 показана графическая иллюстрация способа 5, не требующая пояснений.
Способ 5 будет экономить ширину полосы, так как поле длины не присутствует все время, как в случае способа 4, а присутствует только, когда должна происходить модификация размера ячейки.
Модификацией способа 5 является использование нового формата длины, начиная с мини-ячейки, следующей за мини-ячейкой, которая содержит необязательное поле 171 длины. В этом случае к мини-ячейке, которая содержит необязательное поле длины, применяется старый формат длины.
Сравнение способов 2-5.
Приведенная ниже таблица дает сравнение некоторых из характерных особенностей способов 2-4. Все цифры, приведенные в таблице, являются оценочными.
Способы 2 и 3 более устойчивы к внешним воздействиям по сравнению со способами 4 и 5, в которых требуется синхронизация. Если управляющая мини-ячейка по некоторым причинам потеряна, синхронизация не будет достигнута и никакая модификация длины не будет происходить. Информация будет передаваться и приниматься со старой длиной ячейки и никакая информация не будет потеряна. Синхронизация достигается передачей двух мини-ячеек, по одной в каждом направлении соединения, содержащих информацию синхронизации. Устойчивость будет повышена, но частота изменений будет уменьшена с коэффициентом 2. В способах 4 и 5 никакой синхронизации не требуется. Если управляющая ячейка теряется, она не будет получена на приемной стороне. Принимающая сторона перейдет на новый размер ячейки и начнет посылать информацию в ячейках новой длины. Приемная сторона продолжит принимать ячейки, которые, как она полагает, имеют все еще старый размер. Следовательно, принятая информация будет разрушена.
Способом 5 в принципе можно изменять длину каждой последовательной мини-ячейки отдельного соединения (каждая мини-ячейка имеет новую длину, скорость изменения равна скорости передачи ячеек). Если это происходит, способ 5 вырождается и становится способом явного указания длины с добавлением флага 150.
Если размер изменяется для каждой мини-ячейки с использованием способа 5, то способ 5 оказывается немного хуже способа явной длины. Если, однако, изменяется каждая вторая ячейка, то способ 5 лучше, чем способ явной длины. Если частота изменения составляет одно изменение на каждую сотню ячеек, то способ 5 намного превосходит способ явного указания длины. Способ 5 предпочтителен, когда частота изменений составляет порядка одного изменения длины на каждые десять ячеек.
Вместо использования бита 13 расширения можно также использовать специфический код селектора типа полезной нагрузки (код PTS), аналогично способу с кодом расширения, описанному в связи с фиг. 28, чтобы указать, что мини-ячейка используется для изменения размера следующих мини-ячеек в том же самом соединении. Это показано на фиг. 28. Вместо использования в заголовке мини-ячейки отдельного бита 13 расширения для указания того, что мини-ячейка является ячейкой абонентских данных, которая содержит также информацию, указывающую, что размер мини-ячейки должен быть изменен, для этой цели используется кодовый указатель в селекторе типа полезной нагрузки PTS. В определенном селекторе типа полезной нагрузки имеется определенный код PTSI, указывающий на это.
На фиг. 42 показана система телефонной связи с подвижными объектами, содержащая сеть 200 АТМ с передающим блоком 201 и приемным блоком 202, соединенными через соответствующие линии связи 205 и 206. Источники 203 абонентских данных подключены к передающему блоку через соответствующие соединения, как условно показано линиями 209. Получатели 204 абонентских данных подключены к приемному блоку 202 через соответствующие соединения 210. Соединения 209, формируемые с помощью мини-ячеек, мультиплексируются вместе в передающем блоке 201 (мультиплексор не показан). Аналогично, в приемном блоке 202 имеется демультиплексор (не показан), который демультиплексирует мини-ячейки, принадлежащие соединениям, который оканчиваются у получателей 204 абонентских данных. В передающем блоке 201 имеется устройство 207 считывания заголовка мини-ячейки, а в приемном блоке 202 имеется аналогичное устройство 208 считывания заголовка мини-ячейки.
Изобретение касается способа изменения размера мини-ячеек, принадлежащих индивидуальному соединению, во время продолжающегося соединения. Для этой цели используется управляющая мини-ячейка, которая передается или в отдельном соединении, или в том же самом соединении, размер мини-ячейки которого необходимо изменить. В зависимости от построения системы управляющая мини-ячейка обрабатывается или на уровне управления с помощью системы эксплуатации и технического обслуживания сети связи, или на уровне графика с помощью оборудования передачи. Техническим результатом является создание способа указания размера мини-ячейки, принадлежащих к отдельному соединению, только тогда, когда такое указание необходимо. 3 с. и 15 з. п. ф-лы, 42 ил. , 1 табл.
| Прибор для очистки паром от сажи дымогарных трубок в паровозных котлах | 1913 |
|
SU95A1 |
| Радиатор | 1925 |
|
SU858A1 |
| US 5301189 А, 05.04.1994 | |||
| Автоматический огнетушитель | 0 |
|
SU92A1 |
