СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЯЧЕЕК ДАННЫХ И УСТРОЙСТВО И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ, СПОСОБ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ПАКЕТА ДАННЫХ И УСТРОЙСТВО И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2002 года по МПК H04L12/56 

Настоящее изобретение относится к передаче телекоммуникационных данных, в частности к передаче телекоммуникационных данных с использованием протокола режима асинхронной передачи (АТМ-протокол). В частности, настоящее изобретение относится к способу и устройству для сегментации пакетов передачи данных в пакеты меньшего размера для повышения эффективности передачи данных.

АТМ является стандартным протоколом для передачи телекоммуникационных данных в телекоммуникационной системе (например, в сотовой телекоммуникационной системе). Он основан на передаче данных в ячейках стандартного размера, известных как АТМ-ячейки, причем каждая АТМ-ячейка имеет 48 байт полезной информации и пять байт заголовка. АТМ хорошо известен в технике и обычно используется в низкоскоростных применениях (например, в речевой сотовой связи). Однако АТМ неэффективно использует полосу частот в низкоскоростных применениях.

Диапазон частот очень дорого стоит, поэтому очень важно максимизировать его использование. При использовании АТМ для низкоскоростной связи использование полосы частот может быть улучшено путем подключения уровня сопряжения АТМ (AALm) 100, как показано на фиг.1. В общем, AALm основан на сжатии данных пользователя (например, речевых данных) в маленькие пакеты данных, называемые мини-ячейками. AALm может быть разделен на три подуровня: подуровень сходимости 101, подуровень компоновки и раскомпоновки (КИР) 102 и подуровень мультиплексирования и демультиплексирования (МИД) 103. Подуровень сходимости 101 служит интерфейсом между телекоммуникационной системой (т.е. системой сотовой телефонной связи) и подуровнем КИР 102. Подуровень КИР 102 помещает данные пользователя в мини-ячейки в передающем устройстве (например, базовой станции сотовой телекоммуникационной системы) и извлекает данные пользователя из мини-ячеек в приемном устройстве (например, мобильном центре коммутации сотовой телекоммуникационной системы). Подуровень МИД 103 мультиплексирует мини-ячейки в АТМ-блоки в передающем устройстве и демультиплексирует мини-ячейки в приемном устройстве.

Фиг. 2 иллюстрирует, как известные способы, использующие AALm 100, вставляют каждый пакет данных пользователя (например, пакет пользователя 201) в единственную мини-ячейку (например, мини-ячейку 202). Другими словами, здесь соблюдается отношение один к одному между каждым пакетом данных пользователя и каждой мини-ячейкой. Поэтому, длина каждой мини-ячейки может изменяться от нескольких байт до нескольких сотен байт, в зависимости от длины соответствующего пакета пользователя. Фактически, мини-ячейка может быть длиннее, чем несколько АТМ-ячеек (например, мини-ячейка 203).

Хотя при использовании АТМ с AALm достигается лучшее использование диапазона частот, чем при АТМ без AALm, возникают другие проблемы, связанные с чрезмерно длинными мини-ячейками, например, мини-ячейками с блоками данных, которые больше, чем заданная длина (например, длина полезной информации АТМ-ячейки). Во-первых, большие мини-ячейки приводят к большому разбросу в задержке. Разброс в задержке приводит к разбросу во времени передачи и приема данных. Разброс в задержке обычно проявляет себя как "дрожание" в телекоммуникационном сигнале. Чтобы устранить дрожание, система должна добавлять к фиксированной задержке коэффициент разброса задержки, что приводит к увеличению общего времени передачи. Хотя добавление коэффициента разброса задержки к фиксированной задержке уменьшает дрожание, большие задержки требуют использования дорогих эхоподавителей, и они также приводят к общему ухудшению качества речи. Более того, низкоскоростные применения, такие как речевая связь, сильно зависят от последовательных задержек в передаче данных (т.е. малых разбросов задержки); поэтому низкоскоростные применения особенно чувствительны к эффектам ухудшения, ранее упомянутым, причиняемым передачей данных пользователя в чрезмерно больших мини-ячейках.

Другая проблема, связанная с использованием больших мини-ячеек возникает, когда телекоммуникационная сеть или оконечное оборудование переключает мини-ячейки от одного потока АТМ к другому. Если мини-ячейка пакета пользователя короче или равна полезной информации ячейки АТМ, не возникает особых проблем с размещением мини-ячейки в АТМ-ячейку на входном конце переключения при переключении мини-ячейки в желаемом направлении, извлечении мини-ячейки на выходном конце и мультиплексировании мини-ячейки в новый поток АТМ.

Вкратце, чрезмерно длинные мини-ячейки, в частности, мини-ячейки с блоками данных, длина которых больше, чем полезная информация АТМ-ячейки, могут ухудшать как качество речи, так и эффективность коммутационного оборудования сети, создавая таким образом необходимость в ограничении больших мини-ячеек путем сегментации пакетов данных пользователя.

Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание протокола передачи телекоммуникационных данных, который эффективно использует доступную полосу частот.

Другой задачей этого изобретения является обеспечение протокола передачи телекоммуникационных данных, который эффективно использует доступную полосу частот и уменьшает трудности с обеспечением качества речи, связанные с передачей телекоммуникационных данных в чрезмерно больших мини-ячейках.

Еще одной задачей настоящего изобретения является обеспечение протокола передачи телекоммуникационных данных, который эффективно использует доступную полосу частот и устраняет проблемы, связанные с коммутацией чрезмерно больших мини-ячеек от одного потока АТМ к другому.

В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения эти вышеназванные и другие задачи изобретения решаются способом, устройством или телекоммуникационной системой для формирования ячеек данных, включающими сегментацию пакета данных на по меньшей мере два сегмента; включение каждого из по меньшей мере двух сегментов в соответствующие мини-ячейки; мультиплексирование соответствующих мини-ячеек в по меньшей мере одну ячейку данных.

В соответствии с другим аспектом изобретения предложен способ, устройство или телекоммуникационная система для перемещения пакета данных, включающие сегментацию пакета данных на по меньшей мере два сегмента, включение по меньшей мере двух сегментов в соответствующие мини-ячейки, мультиплексирование соответствующих мини-ячеек в по меньшей мере одну ячейку данных и передачу по меньшей мере одной ячейки данных с передающего устройства.

Краткое описание чертежей
Задачи и преимущества этого изобретения станут понятными при чтении последующего подробного описания совместно с чертежами, на которых:
фиг.1 иллюстрирует известную модель протокола AALm;
фиг.2 показывает известный способ для вставки пакетов данных пользователя в мини-ячейки;
фиг. 3 иллюстрирует модель протокола AALm с новым подуровнем сегментации и перекомпоновки;
фиг. 4а и 4b показывают способ для вставки пакетов данных пользователя в мини-ячейки в соответствии с новым подуровнем сегментации и перекомпоновки;
фиг.5 изображает процесс сегментации в соответствии с методом трех кодов";
фиг.6 показывает диаграмму состояния, представляющую процесс перекомпоновки в соответствии с "методом трех кодов";
фиг. 7 иллюстрирует коды заголовка мини-ячейки в соответствии с "методом трех кодов";
фиг. 8 изображает процесс сегментации в соответствии с "методом двух кодов";
фиг.9 показывает диаграмму состояния, представляющую процесс перекомпоновки в соответствии с "методом двух кодов";
фиг.10 иллюстрирует коды заголовка мини-ячейки в соответствии с "методом двух кодов";
фиг. 11 иллюстрирует устройство для сегментации пакетов данных пользователя и компоновки мини-ячеек; и
фиг. 12 иллюстрирует устройство для раскомпоновки мини-ячеек и перекомпоновки пакетов пользователя.

Подробное описание изобретения
Настоящее изобретение сегментирует чрезмерно длинные пакеты данных пользователя и вставляет каждый сегмент в малую мини-ячейку. В противоположность этому известные способы передают полный пакет данных пользователя в одной длинной мини-ячейке. Путем сегментации и передачи пакета данных пользователя в меньших мини-ячейках могут быть снижены или устранены недостатки, связанные с длинными мини-ячейками, такие как ухудшение качества речи и неэффективность коммутационного оборудования сети.

Настоящее изобретение достигает этого путем ввода нового функционального подуровня в модель протокола AALm. Фиг.3 изображает AALm 300 с новым функциональным подуровнем 301. Новый функциональный подуровень 301 называется подуровнем сегментации и перекомпоновки (СИП). Подуровень СИП 301 активизируется, если пакет данных пользователя так длинен, что необходима сегментация, чтобы избежать посылки данных пользователя в приемное устройство в мини-ячейке, длина которой, исключая заголовок, превосходит заданную максимальную длину (например, длину полезной информации АТМ).

Фиг. 4а показывает передающее устройство 401 (например, базовую станцию сотовой связи), цепь межсоединения 402 и приемное устройство 403 (например, мобильный центр коммутации). Передающее устройство 401 и приемное устройство 403 оба содержат модель нового протокола, иллюстрируемую на фиг.3. Конкретнее, передающее устройство 401 содержит блок сегментации подуровня СИП 301, а приемное устройство 403 содержит блок перекомпоновки подуровня СИП 301. Цепь межсоединения 402 переносит АТМ-ячейки от передающего устройства 401 к приемному устройству 403, а АТМ-ячейки, в свою очередь, несут сегментированные данные пользователя (например, сигналы речевой связи) в мини-ячейках.

Фиг. 4b иллюстрирует, как новая модель протокола AALm настоящего изобретения берет каждый длинный пакет данных пользователя (например, пакет пользователя 410), сегментирует его и помещает его в несколько малых мини-ячеек, таких как мини-ячейки 411, 412 и 413. В отличие от известной модели протокола АТМ (см. фиг.2) здесь нет уже соответствия один-к-одному между каждым пакетом данных пользователя и каждой мини-ячейкой. Более того, фиг.4b иллюстрирует, что одна мини-ячейка может перекрывать не более одной границы АТМ-ячейки, по сравнению с известной моделью протокола, иллюстрируемой на фиг. 2. Это происходит потому, что длина каждой мини-ячейки, как обсуждалось выше, ограничена, например, длиной, которая меньше, чем полезная информация АТМ-ячейки (т.е. 48 байт).

Имеется два основных подхода для выполнения сегментации и перекомпоновки в соответствии с данным изобретением. Ни один из этих подходов не претендует на то, чтобы настоящее изобретение ограничивалось этими двумя подходами. Наоборот, эти два подхода рассматриваются как призванные отразить два частных воплощения данного изобретения. Первый подход, или воплощение называется "метод трех кодов". Второй подход, или воплощение называется "метод двух кодов". В общем, оба воплощения используют одну и ту же основную стратегию сегментации. Пакет пользователя делится на несколько сегментов. Все сегменты, кроме последнего, имеют фиксированную и равную длину. Длина последнего сегмента регулируется таким образом, что все сегменты вместе имеют такую же длину, как и первоначальный пакет пользователя. Эти сегменты затем помещаются в полезную информацию мини-ячеек. В результате, длина полезной информации каждой мини-ячейки такая же, как длина соответствующего сегмента пакета пользователя.

Фиг. 5 показывает процесс сегментации 500 для "метода трех кодов", или воплощения, которое выполняется передающим устройством 401 перед перемещением данных к приемному устройству 403. Например, предположим, что пакет пользователя 501 имеет длину 178 байт. Размер фиксированного сегмента, для иллюстративных целей, установлен в 16 байт. Однако специалисты поймут, что размер фиксированного сегмента может быть установлен по желанию любым. Поэтому 11 мини-ячеек с полезной информацией по 16 байт (например, мини-ячейки 502 и 503) и одна мини-ячейка с полезной информацией в два байта (например, мини-ячейка 504) будут переносить сегментированный пакет пользователя 501 от передающего устройства 401 к приемному устройству 403.

В передающем устройстве 401 подуровень СИП 301 активизирует подуровень КИР 302. Подуровень КИР 302 присоединяет заголовок мини-ячейки к каждой мини-ячейке (например, заголовки мини-ячеек 505, 506 и 507). Заголовки мини-ячеек определяют, среди прочих вещей, длину соответствующей полезной информации, и то, соответствует ли эта мини-ячейка "первому сегменту" 502, "среднему сегменту" 503 или "последнему сегменту" 504.

В приемном устройстве 403 подуровень КИР 302 извлекает заголовки мини-ячеек, которые информируют подуровень КИР 302 о том, соответствует ли эта мини-ячейка "первому сегменту", "среднему сегменту" или "последнему сегменту". Подуровень КИР 302 продолжает пропускать сегменты к подуровню СИП 301, который перекомпоновывает сегменты один за другим обратно в первоначальный пакет данных. После того, как подуровень СИП 301 добавит к пакету данных "последний сегмент", он передает перекомпонованный пакет данных к подуровню сходимости 304.

Если длина пакета данных столь коротка, что "средних сегментов" не требуется, воплощение трех кодов сегментирует пакет данных только в "первый сегмент" и "последний сегмент". Если пакет данных столь короток, что он может поместиться в одну мини-ячейку, в сегментации нет необходимости. В этом случае, передающее устройство 401 пошлет пакет данных к приемному устройству 403 в единственной мини-ячейке, помеченной как "последний сегмент".

Фиг. 6 показывает диаграмму состояния, которая представляет процесс перекомпоновки 600 для воплощения трех кодов. Диаграмма состояния содержит три состояния: состояние ожидания 601, состояние перекомпоновки 602 и состояние аварийного прерывания 603. При пуске 620 или включении питания процесс перекомпоновки 600 входит в состояние ожидания 601. Состояние ожидания 601 просто указывает, что в данный момент не происходит никакой перекомпоновки.

При обычных процедурах процесс перекомпоновки 600 входит в состояние перекомпоновки 602, как только приемное устройство 403 принимает мини-ячейку, помеченную как "первый сегмент", как иллюстрирует событие 604. Подуровень СИП 301 затем записывает данные пользователя, связанные с "первым сегментом". Процесс перекомпоновки 600 остается в состоянии перекомпоновки 602 пока приемное устройство 403 принимает все "средние сегменты", как показывает событие 605. По мере приема каждого "среднего сегмента" подуровень СИП 301 перекомпоновывает пакет данных добавлением данных пользователя, связанных с этими средними сегментами, по порядку, к данным пользователя, связанным с "первым сегментом". Когда приемное устройство 403 принимает "последний сегмент", как иллюстрирует событие 606, подуровень СИП 301 добавляет соответствующие данные пользователя к ранее записанным данным пользователя и затем представляет полностью перекомпонованный пакет данных 501 на следующий подуровень, например, подуровень сходимости 304. Процесс перекомпоновки 600 затем снова входит в состояние ожидания 601, как показано событием 607.

Когда полный пакет данных может быть помещен в единственную мини-ячейку, нет необходимости активизировать подуровень СИП 301, как упоминалось выше. Поэтому в приемном устройстве 403 не будет происходить никакой перекомпоновки. В завершение, фиг.6 показывает, что прием "последнего сегмента" в состоянии ожидания 601 заставляет процесс перекомпоновки 600 войти в состояние перекомпоновки 602, как показано событием 613. Подуровень КИР 302 выбирает данные пользователя из мини-ячейки и представляет их непосредственно подуровню, расположенному выше подуровня СИП 301, например, подуровню сходимости 304. После чего процесс перекомпоновки 600 снова входит в состояние ожидания.

Процесс перекомпоновки 600 войдет в состояние аварийного прерывания 603, если он встретит одну или более специфических ошибок. Например, в другом воплощении этого изобретения может быть определен предел, показывающий максимальную длину пакета данных. Если подуровень СИП 301 при перекомпоновке пакета данных превзойдет эту максимальную длину, процесс перекомпоновки 600 войдет в состояние аварийного прерывания 603, чтобы сбросить ошибку, как показано событием 608. Следуя этому, процесс перекомпоновки 600 снова входит в состояние ожидания 601, как показано событием 609.

Еще в одном воплощении этого изобретения может быть определено значение предельного времени процесса. Если при перекомпоновке пакета данных подуровень СИП 301 превышает это значение предельного времени, процесс перекомпоновки 600 войдет в состояние аварийного прерывания 603, чтобы сбросить состояние ошибки, как это иллюстрирует событие 610. Следуя этому, процесс перекомпоновки 600 снова входит в состояние ожидания 601, как показано событием 609.

Если приемное устройство принимает мини-ячейку, помеченную как "промежуточный сегмент", когда процесс перекомпоновки 600 находится в состоянии ожидания 601, процесс перекомпоновки 600 определит ошибку и войдет в состояние аварийного прерывания 603, чтобы сбросить состояние ошибки, как показано событием 611. После чего, процесс перекомпоновки 600 снова входит в состояние ожидания 601, как показано событием 609. Подобным образом, если приемное устройство 403 примет мини-ячейку, помеченную как "первый сегмент" в состоянии перекомпоновки 602, процесс перекомпоновки 600 определит ошибку и войдет в состояние аварийного прерывания 603, чтобы сбросить состояние ошибки, как показано событием 612. После чего, процесс перекомпоновки 600 снова входит в состояние ожидания 601, как показано событием 609.

Фиг. 7а, 7b и 7с показывают, как можно конфигурировать заголовки мини-ячеек, чтобы идентифицировать, связана ли соответствующая мини-ячейка с "первым сегментом", "средним сегментом" и/или "последним сегментом", а также длину соответствующего сегмента. Например, фиг.7а иллюстрирует, что четыре кода 48, 49, 50 и 51 идентифицируют мини-ячейку 701 как соответствующую "первому сегменту", имеющему длину в 8, 16, 32 или 48 байт соответственно. Подобным образом, фиг. 7b иллюстрирует, что четыре кода 52, 53, 54 и 55 идентифицируют мини-ячейку 702 как соответствующую "среднему сегменту", имеющему длину в 8, 16, 32 или 48 байт соответственно. Фиг.7с иллюстрирует, что коды 0-47 идентифицируют мини-ячейку 703 как соответствующую "последнему сегменту", имеющему длину в 1-48 байт соответственно.

Конкретные коды на фиг.7а, 7b и 7с - иллюстративные. Специалист поймет, что могут быть использованы другие коды для выполнения этой функции, и что может быть закреплено больше или меньше кодов, если это потребуется. Однако конкретные значения кодов должны быть заданы как в передающем устройстве 401, так и в приемном устройстве 403.

Эта стратегия кодирования позволяет подуровню СИП 301 сегментировать пакет данных пользователя так, как это необходимо. Например, еще в одном воплощении этого изобретения длина сегмента может изменяться даже для сегментов, которые соответствуют одному и тому же пакету данных пользователя. Как показано на фиг.5, подуровень СИП 301 может сегментировать пакет пользователя 501 на 11 равных сегментов, имеющих длину в 16 байт и один сегмент с длиной в два байта. Однако подуровень СИП 301 может также сегментировать пакет пользователя на "первый сегмент", имеющий длину в 8 байт, три "средних сегмента", имеющих длину по 16 байт, один "средний сегмент", имеющий длину 48 байт, один "средний сегмент", имеющий длину 32 байта, и "последний сегмент", имеющий длину 2 байта, при общей длине в 178 байт.

Фиг. 7а, 7b и 7с иллюстрируют, что заголовки мини-ячеек содержат также другую информацию. В общем, заголовки мини-ячеек содержат идентификатор связи (ИДС) мини-ячейки. ИДС разделяет связи мини-ячейки одну от другой и позволяет мультиплексировать на одну и ту же связь АТМ несколько связей мини-ячейки. Например, ИДС может идентифицировать определенный сотовый телефонный разговор, поэтому пакеты данных, соответствующие этому разговору, должны передаваться в мини-ячейках, каждая из которых имеет заголовок, содержащий одно и то же значение ИДС. Из этого следует, что каждая мини-ячейка, соответствующая одному и тому же сегментированному пакету данных, будет содержать одно и то же значение ИДС. В альтернативном воплощении настоящего изобретения коды длины, например, от 48 до 51, как показано на фиг.7а, могут быть определены для каждого значения ИДС. Поэтому, каждое значение ИДС может иметь свой собственный набор кодов фиксированной длины, определенных при установке связи. Заголовки мини-ячеек также содержат код контроля целостности заголовка (КЦЗ). Этот код используется для защиты информации заголовка путем определения и корректировки ошибок, которые могут происходить во время передачи мини-ячейки от передающего устройства 401 к приемному устройству 403. Коды как ИДС, так и КЦЗ хорошо известны в технике.

Как указывалось выше, второе иллюстративное воплощение настоящего изобретения названо "метод двух кодов". Фиг.8 показывает процесс сегментации 800 для "метода двух кодов", или воплощение, которое выполняется передающим устройством 401 перед перемещением данных к приемному устройству 403. В большинстве отношений подуровень СИП 301 сегментирует пакет данных пользователя 801 таким же образом, как это делается в воплощении с тремя кодами, за исключением того, что, например, комбинированный код используется как для "первого сегмента", так и для всех "средних сегментов", как показано заголовками мини-ячеек 802 и 803.

Например, предположим, что сегментированный пакет пользователя 801 имеет длину в 178 байт. Снова, размер фиксированного сегмента, для иллюстрации, установлен в 16 байт. Поэтому, 11 мини-ячеек с полезной информацией длиной по 16 байт (например, мини-ячейки 804 и 805) и одна мини-ячейка с полезной информацией длиной два байта (например, мини-ячейка 806) будут переносить пакет пользователя 801 от передающего устройства 401 к приемному устройству 403.

Фиг.9 иллюстрирует диаграмму состояния, которая представляет процесс перекомпоновки 900 для воплощения с двумя кодами. Как диаграмма состояния 600 на фиг.6, диаграмма состояния на фиг.9 содержит три состояния: состояние ожидания 901, состояние перекомпоновки 902 и состояние аварийного прерывания 903. Поскольку каждое из событий, изображенных на фиг.9, такое же, как отмеченные события, описанные со ссылкой на фиг.6, такое описание здесь не повторяется. Однако заметим, что фиг.9 также иллюстрирует, что события 611 и 612, которые вызывают детектирование ошибки в процессе перекомпоновки 600, не применяются в воплощении с двумя кодами.

Фиг. 10а и 10b иллюстрируют пример схемы кодирования для воплощения с двумя кодами. Фиг. 10а конкретно показывает, что требуется меньше кодов в заголовке мини-ячейки, поскольку нет необходимости отличать разницу между "первым сегментом" и "средним сегментом".

Фиг. 11 иллюстрирует типовое воплощение технических средств 1100 для осуществления сегментации и компоновки телекоммуникационных сигналов с использованием AALm 300, описанного выше. AALm 300 сначала передает пакет пользователя 1101 с более высокого подуровня (т.е. подуровня сходимости 304) к подуровню СИП 301. К пакету пользователя 1101 присоединен указатель 1102, показывающий как ИДС, так и связь АТМ-ячейки. Блок FIFO-IN (входной блок "первым вошел - первым вышел" с типом обслуживания в ЗУ на основе прямой последовательной очереди) записывает и определяет длину пакета пользователя 1101. Затем первый мультиплексор (MUX-IN) 1104 выделяет указатель 1102 из пакета пользователя 1101 и посылает управляющий сигнал 1105, представляющий информацию, содержащуюся в указателе 1102, к управляющей логической схеме 1106. Управляющая логическая схема 1106 использует этот управляющий сигнал для выбора конкретного адреса 1107 в таблице связей 1108. Таблица связей 1108 содержит предварительно загруженные правила для сегментации пакета пользователя 1101, а также информацию, необходимую для создания заголовков мини-ячеек для каждого сегмента пакета пользователя 1101. Предварительно загруженные правила могут, например, определять конкретное количество сегментов, на которое должен быть разделен пакет пользователя 1101, данную длину пакета пользователя 1101, а также длину каждого отдельного сегмента. Более того, каждая связь мини-ячейки соответствует отдельному адресу в таблице связей 1108. MUX-IN 1104 вычисляет действительный размер каждого сегмента в соответствии с длиной пакета пользователя 1101 (подаваемой FIFO-IN 1103) и с предварительно загруженными правилами, записанными в адресе 1107 таблицы связей 1108.

Чтобы скомпоновать каждую мини-ячейку, управляющая логическая схема 1106 извлекает из адреса 1107 в таблице связей 1108 информацию АТМ связи и заголовка мини-ячейки. Управляющая логическая схема 1106 посылает эту информацию к второму мультиплексору (MUX-OUT) 1109, который формирует мини-ячейки путем присоединения информации заголовка мини-ячейки к соответствующим сегментам пакета пользователя 1101, выдаваемого FIFO-IN 1103. MUX-OUT 1109 также присоединяет к каждой мини-ячейке соответствующую информацию АТМ связи, как показано указателем АТМ 1110. Подуровень СИП 301 записывает мини-ячейки в FIFO-OUT 1111 перед тем, как направить их к подуровню КИР 302.

В другом воплощении настоящего изобретения подуровень СИП 301 может использовать несколько устройств FIFO-IN, чтобы сегментировать параллельно несколько пакетов пользователя. Кроме того, FIFO-IN 1103 может быть расположен в том же положении, что и таблица связей 1108.

Фиг.12 иллюстрирует типовое воплощение технических средств 1200 для осуществления раскомпоновки мини-ячеек и перекомпоновки пакетов пользователя в приемном устройстве с использованием AALm, описанного выше. Процесс начинается, когда подуровень КИР 302 в приемном устройстве 403 записывает мини-ячейку 1201 с соответствующим указателем АТМ 1202 в первый буфер данных (FIFO-IN) 1203. Указатель АТМ 1202 показывает АТМ-ячейку, из которой выделена эта мини-ячейка.

Затем управляющая логическая схема 1204 извлекает указатель АТМ 1202 и заголовок мини-ячейки, используя первый демультиплексор (MUX-IN)1205.

Информация заголовка мини-ячейки содержит код, как объяснялось выше, который идентифицирует каждую мини-ячейку как связанную с "первым", "средним" или "последним сегментом" (в зависимости от того, используется ли воплощение с тремя кодами или с двумя кодами). Это, в свою очередь, указывает, например, должен ли начаться новый процесс перекомпоновки, или продолжиться уже проходящий процесс перекомпоновки, или закончиться процесс перекомпоновки.

Если заголовок мини-ячейки указывает, что начинается новый процесс перекомпоновки, управляющая логическая схема 1204 извлекает указатель 1206 из таблицы связей 1207 и помещает его во второй буфер данных (FIFO-OUT) 1208 вместе с сегментом данных, связанным с первой мини-ячейкой. Расположение (т. е. адрес) указателя 1206 определяется указателем АТМ 1202 совместно с ИДС в заголовке мини-ячейки. Как только указатель 1206 и первый сегмент записаны в FIFO-OUT 1208, все последующие сегменты данных из последующих мини-ячеек, принадлежащих к той же связи мини-ячеек (т.е. имеющие то же значение ИДС), передаются к FIFO-OUT 1208 с использованием MUX-IN 1205 и второго демультиплексора (MUX-OUT) 1209. Когда поступает "последний сегмент", подуровень СИП 301 направляет полностью перекомпонованный пакет пользователя 1210 к следующему подуровню, например, подуровню сходимости 304.

Как и в предыдущем случае, подуровень СИП 301 может использовать несколько устройств FIFO-OUT, чтобы перекомпоновывать параллельно мини-ячейки из нескольких связей мини-ячеек. Кроме того, устройство FIFO-OUT 1209 может быть расположено в таком же положении, что и таблица связей 1204.

Настоящее изобретение описано со ссылками на несколько примерных воплощений. Однако опытным специалистам должно быть понятно, что возможно воплотить это изобретение в конкретных формах, отличающихся от тех, что описаны выше в примерных воплощениях. Это может быть сделано без отклонения от сущности изобретения. Эти примерные воплощения являются лишь иллюстративными, и ни в коей мере не должны рассматриваться как ограничивающие. Границы этого изобретения даны в прилагаемой формуле изобретения полнее, чем в предшествующем описании, и все варианты и эквиваленты, которые попадают в рамки формулы изобретения, претендуют на то, чтобы быть включенными в нее.

Изобретение относится и способу и устройству для сегментации и перекомпоновки пакетов данных пользователя. Техническим результатом этих способа и устройства является повышение качества и эффективности передачи телекоммуникационных данных путем устранения проблем, связанных с чрезмерно длинными мини-ячейками данных. Это достигается тем, что предусмотрены операции сегментации пакета данных на по меньшей мере два сегмента переменой длины, формирования мини-ячеек путем присоединения кода к каждому из по меньшей мере двух сегментов, мультиплексирования этих мини-ячеек в по меньшей мере одну ячейку данных. 6 c. и 39 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ формирования ячеек данных в телекоммуникационной системе, содержащей операции сегментации пакета данных на по меньшей мере два сегмента переменой длины, причем количество сегментов и длину каждого сегмента изменяют на основании набора процессов сегментации и перекомпоновки, формирования мини-ячеек путем присоединения кода к каждому из по меньшей мере двух сегментов, причем каждый код содержит информацию, идентифицирующую длину соответствующего сегмента, и мультиплексирования этих мини-ячеек в по меньшей мере одну ячейку данных. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что операция сегментации пакета данных дополнительно содержит операцию сегментации пакета данных, если пакет данных длиннее, чем заданная длина. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что заданная длина такая же, как длина блока полезной информации по меньшей мере одной ячейки данных. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что код, присоединяемый к каждому из по меньшей мере двух сегментов, дополнительно содержит информацию, идентифицирующую тип сегмента для соответствующего сегмента, причем тип сегмента выбирают из группы типов сегментов, включающей тип "первый сегмент", тип "средний сегмент" и тип "последний сегмент". 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что код, присоединяемый к каждому из по меньшей мере двух сегментов дополнительно содержит информацию, идентифицирующую тип сегмента для соответствующего сегмента, причем тип сегмента выбирают из группы типов сегментов, включающей тип "первый сегмент" и тип "последний сегмент". 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна ячейка данных является ячейкой режима асинхронной передачи. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что сегментацию пакета данных осуществляют в соответствии с процессами сегментации и перекомпоновки в функции от длины пакета данных. 8. Способ по п.1, отличающийся тем, что сегментацию пакета данных осуществляют в соответствии с процессами сегментации и перекомпоновки в функции от соответствующего кода идентификатора связи. 9. Способ перемещения пакета данных в телекоммуникационной системе, содержащий операции сегментации пакета данных на по меньшей мере два сегмента переменной длины, причем количество сегментов и длину каждого сегмента изменяют на основании набора процессов сегментации и перекомпоновки формирования мини-ячеек путем присоединения кода к каждому из по меньшей мере двух сегментов, причем каждый код содержит информацию, идентифицирующую длину соответствующего сегмента, мультиплексирования этих мини-ячеек в по меньшей мере одну ячейку данных и передачи по меньшей мере одной ячейки данных с передающего устройства. 10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что операция сегментации пакета данных дополнительно содержит операцию сегментации данных на по меньшей мере два сегмента, если пакет данных длиннее, чем заданная длина. 11. Способ по п.10, отличающийся тем, что заданная длина такая же, как длина блока полезной информации по меньшей мере одной ячейки данных. 12. Способ по п.9, отличающийся тем, что дополнительно содержит операции приема по меньшей мере одной ячейки данных в приемном устройстве, демультиплексирования каждой из мини-ячеек из по меньшей мере одной ячейки данных в функции от присоединяемого кода, выделения по меньшей мере двух сегментов из соответствующих мини-ячеек и перекомпоновки пакета данных путем комбинирования по меньшей мере двух выделенных сегментов. 13. Способ по п.12, отличающийся тем, что операция перекомпоновки пакета данных содержит операцию рекомбинирования по меньшей мере двух сегментов в соответствии с набором процессов сегментации и перекомпоновки, причем операцию рекомбинирования по меньшей мере двух сегментов продолжают до тех пор, пока последний из по меньшей мере двух сегментов не будет рекомбинирован. 14. Способ по п.9, отличающийся тем, что код, присоединяемый к каждому из по меньшей мере двух сегментов, дополнительно содержит информацию, идентифицирующую тип сегмента для соответствующего сегмента, причем тип сегмента выбирают из группы типов сегментов, включающей тип "первый сегмент", "тип средний сегмент" и тип "последний сегмент". 15. Способ по п.9, отличающийся тем, что код, присоединяемый к каждому из по меньшей мере двух сегментов дополнительно содержит информацию, идентифицирующую тип сегмента для соответствующего сегмента, причем тип сегмента выбирают из группы типов сегментов, включающей тип "первый сегмент" и тип "последний сегмент". 16. Устройство для формирования ячеек данных, содержащее средство для сегментации пакета данных на по меньшей мере два сегмента переменной длины, причем количество сегментов и длину каждого сегмента изменяют на основании набора процессов сегментации и перекомпоновки, средство для формирования мини-ячеек путем присоединения кода к каждому из по меньшей мере двух сегментов, причем каждый код содержит информацию, идентифицирующую длину соответствующего сегмента, и средство для мультиплексирования мини-ячеек в по меньшей мере одну ячейку данных. 17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что средство для сегментации пакета данных дополнительно содержит средство для сегментации пакета данных на по меньшей мере два сегмента, если пакет данных длиннее, чем заданная длина. 18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что заданная длина такая же, как длина блока полезной информации по меньшей мере одной ячейки данных. 19. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что код, присоединяемый к каждому из по меньшей мере двух сегментов, дополнительно содержит информацию, идентифицирующую тип сегмента для соответствующего сегмента, причем тип сегмента выбран из группы типов сегментов, включающей тип "первый сегмент", тип "средний сегмент" и тип "последний сегмент". 20. Устройство по п.16, отличающееся тем, что код, присоединяемый к каждому из по меньшей мере двух сегментов, дополнительно содержит информацию, идентифицирующую тип сегмента для соответствующего сегмента, причем тип сегмента выбран из группы типов сегментов, включающей тип "первый сегмент" и тип "последний сегмент". 21. Устройство по п. 16, отличающееся тем, что по меньшей мере одна ячейка данных является ячейкой режима асинхронной передачи. 22. Устройство по п.16, отличающееся тем, что сегментацию пакета данных осуществляют в соответствии с процессами сегментации и перекомпоновки в функции от длины пакета данных. 23. Устройство по п.16, отличающееся тем, что сегментацию пакета данных осуществляют в соответствии с процессами сегментации и перекомпоновки в функции от соответствующего кода идентификатора связи. 24. Устройство для перемещения пакета данных, содержащее средство для сегментации пакета данных на по меньшей мере два сегмента переменной длины, причем количество сегментов и длину каждого сегмента изменяют на основании набора процессов сегментации и перекомпоновки, средство для формирования мини-ячеек путем присоединения кода к каждому из по меньшей мере двух сегментов, причем каждый код содержит информацию, идентифицирующую длину соответствующего сегмента, средство для мультиплексирования мини-ячеек в по меньшей мере одну ячейку данных и средство для передачи по меньшей мере одной ячейки данных с передающего устройства. 25. Устройство по п.24, отличающееся тем, что средство для сегментации пакета данных на по меньшей мере два сегмента дополнительно содержит средство для сегментации пакета данных на по меньшей мере два сегмента, если пакет данных длиннее, чем заданная длина. 26. Устройство по п.25, отличающееся тем, что заданная длина такая же, как длина блока полезной информации по меньшей мере одной ячейки данных. 27. Устройство по п. 24, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для приема по меньшей мере одной ячейки данных в приемном устройстве, средство для демультиплексирования каждой из мини-ячеек из по меньшей мере одной ячейки данных в функции от присоединяемого кода, средство для выделения по меньшей мере двух сегментов из соответствующих мини-ячеек и средство для перекомпоновки пакета данных путем комбинирования по меньшей мере двух выделенных сегментов. 28. Устройство по п.27, отличающееся тем, что средство для перекомпоновки пакета данных путем комбинирования по меньшей мере двух выделенных сегментов содержит мультиплексор для рекомбинирования по меньшей мере двух сегментов в соответствии с набором процессов сегментации и перекомпоновки до тех пор, пока последний сегмент не будет рекомбинирован. 29. Устройство по п.24, отличающееся тем, что код, присоединяемый к каждому из по меньшей мере двух сегментов, дополнительно содержит информацию, идентифицирующую тип сегмента для соответствующего сегмента, причем тип сегмента выбран из группы типов сегментов, включающей тип "первый сегмент", тип "средний сегмент" и тип "последний сегмент". 30. Устройство по п.24, отличающееся тем, что код, присоединяемый к каждому из по меньшей мере двух сегментов, дополнительно содержит информацию, идентифицирующую тип сегмента для соответствующего сегмента, причем тип сегмента выбран из группы типов сегментов, включающей тип "первый сегмент" и тип "последний сегмент". 31. Телекоммуникационная система для формирования ячеек данных, содержащая управляющую логическую схему для сегментации пакета данных на по меньшей мере два сегмента переменной длины, причем количество сегментов и длину каждого сегмента изменяют на основании набора процессов сегментации и перекомпоновки, первый мультиплексор для выделения информации из пакета данных для использования управляющей логической схемой и для вычисления длины по меньшей мере двух сегментов переменной длины для формирования мини-ячеек и второй мультиплексор для присоединения по меньшей мере одной ячейки данных и заголовка к каждой из мини-ячеек, причем заголовок содержит информацию, идентифицирующую длину соответствующего сегмента. 32. Телекоммуникационная система по п.31, отличающаяся тем, что управляющая логическая схема сегментирует пакет данных, если длина пакета данных больше, чем заданная длина. 33. Телекоммуникационная система по п.32, отличающаяся тем, что заданная длина такая же, как длина блока полезной информации по меньшей мере одной ячейки данных. 34. Телекоммуникационная система по п.31, отличающаяся тем, что код, присоединяемый к каждому из по меньшей мере двух сегментов, дополнительно содержит информацию, идентифицирующую тип сегмента для соответствующего сегмента, причем тип сегмента выбран из группы типов сегментов, включающей тип "первый сегмент", тип "средний сегмент" и тип "последний сегмент". 35. Телекоммуникационная система по п.31, отличающаяся тем, что код, присоединяемый к каждому из по меньшей мере двух сегментов, дополнительно содержит информацию, идентифицирующую тип сегмента для соответствующего сегмента, причем тип сегмента выбран из группы типов сегментов, включающей тип "первый сегмент" и тип "последний сегмент". 36. Телекоммуникационная система по п. 31, отличающаяся тем, что по меньшей мере одна ячейка данных является ячейкой режима асинхронной передачи. 37. Телекоммуникационная система по п.31, отличающаяся тем, что сегментацию пакета данных осуществляют в соответствии с процессами сегментации и перекомпоновки в функции от длины пакета данных. 38. Система по п. 31, отличающаяся тем, что сегментацию пакета данных осуществляют в соответствии с процессами сегментации и перекомпоновки в функции от соответствующего кода идентификатора связи. 39. Телекоммуникационная система для перемещения пакета данных, содержащая управляющую логическую схему для сегментации пакета данных на по меньшей мере два сегмента переменной длины, причем количество сегментов и длину каждого сегмента изменяют на основании набора процессов сегментации и перекомпоновки, первый мультиплексор для выделения информации из пакета данных для использования управляющей логической схемой и для вычисления длины по меньшей мере двух сегментов переменной длины для формирования мини-ячеек, второй мультиплексор для присоединения по меньшей мере одной ячейки данных и заголовка к каждой из мини-ячеек, причем заголовок содержит информацию, идентифицирующую длину соответствующего сегмента, и передатчик для передачи по меньшей мере одной ячейки данных из передающего устройства. 40. Телекоммуникационная система по п.39, отличающаяся тем, что управляющая логическая схема сегментирует пакет данных на по меньшей мере два сегмента, если пакет данных длиннее, чем заданная длина. 41. Телекоммуникационная система по п.40, отличающаяся тем, что заданная длина такая же, как длина блока полезной информации по меньшей мере одной ячейки данных. 42. Телекоммуникационная система по п.39, отличающаяся тем, что дополнительно содержит первый буфер данных для приема по меньшей мере одной ячейки данных в приемном устройстве, первый демультиплексор для выделения каждой из мини-ячеек из по меньшей мере одной ячейки данных в функции от присоединяемого кода, второй демультиплексор для выделения по меньшей мере двух сегментов из соответствующих им мини-ячеек и управляющую логическую схему для управления перекомпоновкой пакета данных путем рекомбинирования по меньшей мере двух выделенных сегментов. 43. Телекоммуникационная система по п.42, отличающаяся тем, что управляющая логическая схема рекомбинирует по меньшей мере два сегмента в соответствии с набором процессов сегментации и перекомпоновки до тех пор, пока последний сегмент не будет рекомбинирован. 44. Телекоммуникационная система по п.39, отличающаяся тем, что код, присоединяемый к каждому из по меньшей мере двух сегментов, дополнительно содержит информацию, идентифицирующую тип сегмента для соответствующего сегмента, причем тип сегмента выбран из группы сегментов, включающей тип "первый сегмент", тип "средний сегмент" и тип "последний сегмент". 45. Телекоммуникационная система по п.39, отличающаяся тем, что код, присоединяемый к каждому из по меньшей мере двух сегментов, дополнительно содержит информацию, идентифицирующую тип сегмента для соответствующего сегмента, причем тип сегмента выбран из группы типов сегментов, включающей тип "первый сегмент" и тип "последний сегмент".