ОТДЕЛЕНИЕ МИНИПОСЫЛОК Российский патент 2002 года по МПК H04L12/56 H04Q7/36 

Настоящее изобретение относится к передаче данных с использованием протокола асинхронного режима передачи (АРП). В частности, настоящее изобретение относится к способу и устройству для эффективного заполнения неиспользованных участков каждой посылки АРП для существенного уменьшения задержек при передаче данных.

АРП является стандартным протоколом для передачи данных асинхронного режима передачи в системе связи, например сотовой телефонной системе. Этот протокол основан на передаче данных в посылках фиксированного размера, известных как посылки АРП. Каждая посылка АРП имеет полезную нагрузку из 48 октад (восьмибитовых слогов) и заголовок из 5 октад. АРП в целом хорошо известен специалистам.

АРП можно использовать для большинства прикладных задач при низкой скорости передачи в битах (например, для сотовой связи с использованием передачи речевых сигналов). Однако при применении АРП в системах с низкой скоростью передачи в битах полоса пропускания, которая является весьма дорогостоящей, используется неэффективно. Речевые данные каждого канала связи уплотняются в пакеты данных. Затем каждый пакет данных запоминается в полезной нагрузке посылки АРП, и эта посылка АРП передается от источника отправления (например, базовой станции) на принимающий объект (например, центр коммутации мобильных устройств). В то время как каждый пакет данных имеет длину от нескольких октад до примерно 20 октад, длина полезной нагрузки посылки АРП, как упоминалось выше, составляет 48 октад. Поскольку каждая посылка АРП несет пакет данных, существенная часть полезной нагрузки посылки АРП остается незаполненной при передаче, что чрезвычайно неэффективно.

Для улучшения использования полосы пропускания АРП был введен уровень адаптации АРП 100 (УААм), как показано на фиг.1. УААм 100 имеет два первичных подуровня: подуровень ассемблера и обратного ассемблера 102 (АИОА) и подуровень мультиплексирования и демультиплексирования 103 (МИД). УААм 100 функционирует следующим образом. Подуровень АИОА 102 в объекте отправления системы (например, на базовой станции) уплотняет речевые данные (и другие типы данных) из каждого канала в относительно небольшие пакеты данных, называемые минипосылками. Затем подуровень МИД 103 мультиплексирует в полезную нагрузку каждой посылки АРП столько минипосылок, сколько возможно, прежде чем объект отправления передаст эту посылку АРП. На принимающем объекте подуровень МИД 103 демультиплексирует (то есть, разделяет) минипосылки, а подуровень АИОА 102 выделяет из минипосылок речевые данные. Поскольку каждая посылка АРП способна одновременно транспортировать более одного пакета данных (то есть, более одной минипосылки), использование полосы пропускания улучшается.

Фиг.2 иллюстрирует известный способ и/или устройство для транспортировки данных сотовой связи, например речевых данных, путем использования АРП с УААм 100, описанным выше. В источнике передачи 200 речевые данные из каналов связи 1. . .n (не показаны) подаются уровнем 104 прикладной задачи на подуровень АИОА 102. На подуровне АИОА 102 для каждого канала 1...n имеется одна соответствующая функция ассемблера с 201₁ по 201_n. Каждая функция ассемблера с 201₁ по 201_n представляет отдельный параллельный процесс, в котором речевые данные (и другие типы данных) из каждого канала 1...n уплотняются в минипосылки. Затем ассемблированные минипосылки подаются на подуровень МИД 103, где мультиплексор 203 берет каждую минипосылку и последовательно "cцепляет" их, формируя полезные нагрузки посылок АРП. Если по какой-либо причине подуровень АИОА 102 задерживает подачу минипосылок на подуровень МИД 103, то мультиплексор 203 автоматически заполняет оставшийся участок полезной нагрузки текущей посылки АРП минипосылкой, заполненной незначащей информацией (пробелами). Заполненная пробелами минипосылка не содержит каких-либо полезных данных, а используется просто для того, чтобы заполнить пропуск в полезной нагрузке посылки АРП. После того как полезная нагрузка посылка АРП заполнена, она подается на уровень АРП 101. Затем уровень АРП 101 генерирует заголовок посылки АРП, присоединяет заголовок к полезной нагрузке посылки АРП и передает посылку АРП (заголовок и полезную нагрузку) по линии связи 207 на принимающий объект системы связи 220.

Если имеет место существенная задержка в подаче минипосылок на подуровень МИД 103, как это часто случается во время внепиковых периодов, то генератор посылок АРП 205 на уровне АРП 101 генерирует нераспределенную посылку АРП (то есть, посылку, чья полезная нагрузка не содержит минипосылок). Затем неприписанная посылка АРП мультиплексируется мультиплексором 206 в поток посылок АРП и по линии связи 207 передается на принимающий объект 220, поддерживая поток посылок АРП.

На принимающем объекте 220 каждая посылка АРП подается на уровень АРП 101, где демультиплексор 208 разделяет посылки на нераспределенные посылки АРП и посылки АРП, несущие минипосылки. Нераспределенные посылки АРП отбрасываются, как показано на фиг.2, в "корзину для бумаг" 209. Если посылка АРП несет минипосылки, то уровень АРП 101 удаляет заголовок из посылки АРП и подает полезную нагрузку посылки АРП на подуровень МИД 103, где демультиплексор 211 разделяет минипосылки, заполненные пробелами, и минипосылки, несущие данные. Заполненные пробелами минипосылки отбрасываются (не показано), а минипосылки, несущие данные, выделяются каналом и подаются к соответствующей функции обратного ассемблера с 213₁ по 213_n на подуровне АИОА 102. Функции обратного ассемблера с 213₁ по 213_n выделяют речевые данные из каждой минипосылки и подают их на прикладной уровень 104.

На фиг.3 показан известный протокол для минипосылки 310. Минипосылка 301 делится на заголовок 302 и полезную нагрузку 303 почти так же, как посылка АРП. Заголовок обычно подразделяется на следующие поля: код идентификатора контура (канала) (ИДК) 304, код длины 305 и код проверки целостности заголовка (ПЦЗ) 306. Код ИДК 304 обеспечивает информацию, необходимую для привязки каждой минипосылки к соответствующему каналу. Код длины 305 обеспечивает информацию, необходимую для определения местоположения первой и последней октады каждой минипосылки. Код ИДК 304 и код длины 305 вместе дают возможность переноса множества минипосылок с помощью одной посылки АРП, при этом каждая минипосылка соответствует своему каналу. Код ИДК 304 и код длины 305 обеспечивают также достаточные условия для демультиплексирования (то есть, разделения) минипосылок на подуровне АИОА 102 в принимающем объекте 220, если минипосылки последовательно связаны друг с другом, как упоминалось выше.

На фиг. 4 показан поток посылок АРП, сформированный в соответствии со способом и/или устройством по фиг.2 в функции времени. На фиг.4 время указано по стрелке 401. Минипосылки 403, 404, 405 и 407 поступают на подуровень МИД 103 в различные моменты времени. Каждая посылка АРП с 415 по 419 содержит заголовок и участок полезной нагрузки, например заголовок посылки АРП 420 и полезную нагрузку посылки АРП 421, соответствующие посылки АРП 418.

На подуровне МИД 103 минипосылка 403 мультиплексируется в полезную нагрузку ячейки АРП 416. Поскольку между прибытием на подуровень МИД 103 минипосылки 403 и минипосылки 404 имеется задержка, то подуровень МИД 103 должен после минипосылки 403 вставить минипосылку 409, заполненную пробелами, чтобы полностью занять оставшуюся часть полезной нагрузки посылки АРП 416. Несмотря на то, что минипосылки 404 и 405 поступают на подуровень МИД 103 до того, как подуровень АРП 101 передает посылку АРП 416, минипосылки 404 и 405 мультиплексируются в полезную нагрузку следующей доступной посылки АРП 417. Из-за задержки между поступлением минипосыпки 405 и минипосылки 407 подуровень МИД 103 должен вставить после минипосылки 405 заполненную пробелами минипосылку 410 для того, чтобы заполнить оставшуюся часть полезной нагрузки посылки АРП 417. Кроме того, когда подуровень МИД 103 начинает формировать полезную нагрузку посылки АРП 418, минипосылка 407 доступна не полностью; следовательно, подуровень МИД 103 должен ждать, пока не начнется формирование полезной нагрузки посылки АРП 419, чтобы вставить минипосылку 407.

Фиг. 4 показывает, что использование АРП вместе с подуровнем УААм 100 улучшает использование полосы пропускания АРП в системах с низкой скоростью передачи в битах. Например, полезная нагрузка посылки АРП 417 несет три отдельных минипосылки, следовательно, меньше полезной нагрузки тратится попусту. Однако фиг.4 также демонстрирует, что АРП даже при использовании УАА_м 100 все еще тратит попусту значительную часть полосы пропускания, что иллюстрируется теми участками посылок АРП, которые заняты заполненной пробелами минипосылкой 409 и заполненной пробелами минипосылкой 410. Неэффективность АРП, с точки зрения использования полосы пропускания, даже с вышеописанным УАА_м 100 можно проиллюстрировать тем, что посылка АРП из 53 октад, не несущая данных (то есть, нераспределенная посылка АРП), например посылка АРП 418 на интервале 6-7 мс впустую растрачивает полосу пропускания. Каждая заполненная пробелами минипосылка вносит дополнительный вклад в непроизводительное использование полосы пропускания.

Если для систем с низкой скоростью передачи в битах, таких как сотовая связь с передачей речевых сигналов, необходимо использовать АРП с УАА_м 100, то необходимо минимизировать неэффективность использования полосы пропускания, уменьшая размер неиспользуемых участков полезных нагрузок посылок АРП, особенно при наличии данных.

Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является минимизация задержки-передачи данных при использовании протокола АРП для систем с низкой скоростью передачи в битах, например для сотовой связи с передачей речевых сигналов.

Также задачей настоящего изобретения является улучшение использования полосы пропускания при применении протокола АРП для систем с низкой скоростью передачи в битах, например для сотовой связи с передачей речевых сигналов.

Кроме того, задачей настоящего изобретения является минимизация задержек передачи данных и улучшение использования полосы пропускания путем заполнения полезной нагрузки текущей посылки АРП с помощью отделяющихся минипосылок, имеющих фиксированную длину в одну октаду, в течение интервала времени, когда отсутствуют данные пользователя.

Также задачей настоящего изобретения является минимизация задержек передачи данных и обеспечение улучшенного использования полосы пропускания путем вставки минипосылок, содержащих действительные данные пользователя, в полезную нагрузку текущей посылки АРП немедленно после их появления.

В соответствии с одним из аспектов настоящего изобретения вышеуказанные результаты достигаются с помощью способа и устройства для формирования посылки данных, которая передает данные пользователя от источника передачи к принимающему объекту, согласно которым генерируют, по меньшей мере, одну отделяющуюся минипосылку, если данные пользователя отсутствуют, причем, по меньшей мере, одна отделяющаяся минипосылка имеет заданную длину; и формируют посылку данных с использованием, по меньшей мере, одной отделяющейся минипосылки, если данные пользователя отсутствуют.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения вышеперечисленные и другие задачи решаются с помощью способа и устройства для генерации и передачи посылки данных, которая передает данные пользователя от источника передачи к принимающему объекту, согласно которым генерируют распределенные минипосылки, если имеются данные пользователя, и предоставление генерированных распределенных минипосылок для включения в посылку данных; определяют, имеется ли в настоящий момент доступная распределенная минипосылка, и если имеется, то вводят распределенную минипосылку в посылку данных, генерируют отделяющиеся минипосылки и затем вводят отделяющиеся минипосылки в посылку данных вместо распределенных минипосылок, если в настоящий момент отсутствуют распределенные минипосылки, причем каждая отделяющаяся минипосылка имеет заданную длину и передает посылку данных, когда посылка данных полностью сформирована.

В соответствии с еще одним аспектом настоящего изобретения вышеперечисленные и другие задачи решаются с помощью способа и устройства для выделения данных пользователя из посылки данных, которая передает данные пользователя от источника передачи к принимающему объекту, согласно которым выделяют, по меньшей мере, одну минипосылку из посылки данных, если посылка данных не является нераспределенной посылкой данных; определяют, является ли, по меньшей мере, одна минипосылка отделяющейся минипосылкой, причем, по меньшей мере, одна минипосылка имеет заранее определенную длину; отбрасывают, по меньшей мере, одну минипосылку, если эта минипосылка является отделяющейся минипосылкой; и удаляют данные пользователя, по меньшей мере, из одной минипосылки, если эта минипосылка не является отделяющейся минипосылкой.

Краткое описание чертежей
Задачи и преимущества изобретения поясняются в последующем подробном описании, иллюстрируемом чертежами, на которых представлено следующее:
фиг. 1 - схема, показывающая основные подуровни уровня адаптации асинхронного режима передачи;
фиг.2 - блок-схема устройства для формирования, передачи и приема посылок АРП согласно известным способам;
фиг.3 показывает стандартный протокол для минипосылки;
фиг. 4 - схема, иллюстрирующая поток посылок АРП в функции времени, сформированный с использованием известных способов;
фиг.5 - блок-схема, иллюстрирующая способ формирования и передачи посылки АРП согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 6 - блок-схема, иллюстрирующая способ приема посылки АРП согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 7А и 7В - блок-схемы, иллюстрирующие способ формирования и передачи посылки АРП согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг. 8 - блок-схема, иллюстрирующая способ приема посылки АРП согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения;
фиг.9 - блок-схема устройства для формирования, передачи и приема посылок АРП согласно различным вариантам осуществления настоящего изобретения;
фиг.10 - пример кода отделения для отделяющихся минипосылок;
фиг.11 - схема, иллюстрирующая поток посылок АРП в функции времени, сформированный согласно настоящему изобретению.

Подробное описание
На фиг. 5 представлена блок-схема возможного варианта осуществления настоящего изобретения. Этот вариант в общем случае обеспечивает способ эффективной подготовки и передачи данных сотовой системы связи, например речевых данных, с использованием протокола АРП с усовершенствованным подуровнем УАА_м. Ниже дается более подробное описание этого способа.

Сначала пакеты данных пользователя (включая речевые данные) поступают в источник передачи (например, базовую станцию системы связи) от каждого активного входящего канала связи, как показано посредством блока 505. Затем подуровень АИОА 102, находящийся в источнике передачи, ассемблирует каждый поток данных пользователя, если он имеется в наличии, путем уплотнения данных с образованием части полезной нагрузки распределенной минипосылки, как показано в блоке 510. Эти минипосылки определяются как распределенные минипосылки, поскольку подуровень АИОА 102 каждой минипосылке "приписывает" пакет данных пользователя, соответствующий конкретному каналу связи. После этого подуровень АИОА 102 посылает каждую распределенную минипосылку на подуровень МИД 103 немедленно после того, как они ассемблированы, как показано посредством блока 515.

Подуровень МИД 103 готов непрерывно принимать распределенные минипосылки от подуровня АИОА 102. Пока распределенные минипосылки поступают на подуровень МИД 103 в непрерывном потоке, подуровень МИД 103 последовательно связывает их друг с другом, формируя полезную нагрузку для текущей посылки АРП. Подуровень МИД 103 продолжает связывать распределенные минипосылки, пока подуровень АИОА 102 продолжает посылать распределенные минипосылки без прерывания или пока полезная нагрузка текущей посылки АРП не будет заполнена. Это показано комбинацией блоков 520, 525 и 530. Однако, если между прибытием на подуровень МИД 103 любых двух распределенных минипосылок имеется какая-либо временная задержка, то подуровень МИД 103 генерирует одну или более отделяющихся минипосылок. Отделяющиеся минипосылки отличаются от других минипосылок, таких как распределенные минипосылки и минипосылки, заполненные пробелами. Отделяющиеся минипосылки не содержат заголовок или полезную нагрузку. Вместо этого они представляют собой структуры данных с фиксированной заранее определенной длиной и битовой последовательностью, как более подробно будет показано ниже. Затем подуровень МИД 103 продолжает использовать эти отделяющиеся минипосылки вместо распределенных минипосылок (коль скоро в настоящий момент их нет в наличии), формируя полезную нагрузку текущей посылки АРП, пока полезная нагрузка текущей посылки АРП не будет заполнена или пока от подуровня АИОА 102 не поступит одна или более распределенных минипосылок. Это показано комбинацией блоков 520, 535, 525 и 530.

Как только полезная нагрузка текущей посылки АРП будет полностью заполнена, подуровень МИД 103 подает полезную нагрузку на уровень АРП 101, как показано посредством блока 540. Уровень АРП 101 присоединяет заголовок посылки АРП к полезной нагрузке, затем источник передачи передает посылку АРП (заголовок и полезную нагрузку) на принимающий объект (например, центр коммутации мобильных устройств), как показано в блоке 545. Поскольку согласно протоколу АРП должен поддерживаться непрерывный поток посылок АРП, процесс согласно вышеописанному способу повторяется, как это показано с помощью блока 550.

В предпочтительном варианте каждая отделяющаяся минипосылка, как упоминалось выше, может иметь в длину одну октаду. Для того чтобы детектор 930 отличал отделяющиеся минипосылки от распределенных минипосылок, должен быть установлен специальный код отделения. Например, может быть использован код отделения 255 (11111111 в двоичным коде), как показано на фиг.10. Конечно, если код отделения 255 установлен отдельно для того, чтобы отличить отделяющиеся минипосылки от распределенных минипосылок, специалистам в данной области техники ясно, что для того, чтобы сохранить расположение минипосылок, в первой октаде распределенных минипосылок не следует устанавливать значение, равное 255.

В случае ошибок в одном разряде расположение минипосылок может быть дополнительно защищено путем задания первичного кода отделения и вторичного набора кодов отделения, в которых между значением первичного кода отделения и каждым из значений вторичных кодов отделения предусмотрено Хэммингово расстояние, равное единице. Например, если десятичное значение первичного кода отделения равно 255 (то есть, 11111111 в двоичным коде), то вторичный набор кодов отделения будет состоять из следующих десятичных значений: 254, 253, 251, 247, 239, 223, 191 и 127 (то есть, двоичные значения 11111110, 11111101, 11111011, 11110111, 11101111, 11011111, 10111111 и 01111111 соответственно). Кроме того, декодер на принимающем объекте будет декодировать и идентифицировать первичный код отделения и каждый из вторичных кодов отделения в качестве отделяющейся минипосылки. Специалистам в данной области техники ясно, что для сохранения расположения минипосылок первой октаде любой из распределенных минипосылок не следует присваивать значения, равные любому из значений первичного или вторичного кодов отделения.

Как установлено выше, длина каждой отделяющейся минипосылки в предпочтительном варианте может составлять одну октаду. Минимизируя длину отделяющихся минипосылок, настоящее изобретение улучшает использование полосы пропускания путем минимизации времени, необходимого для введения распределенной минипосылки в полезную нагрузку посылки АРП вслед за задержкой в обеспечении доступности распределенных минипосылок. Другими словами, подуровень МИД 103 ожидает не дольше того момента, пока появится следующая посылка АРП, чтобы ввести распределенную минипосылку, если в настоящее время распределенная минипосылка доступна, как это имело место в случае применения известных способов, использующих минипосылки, заполненные пробелами.

В то время как описанный выше в качестве примера вариант обеспечивает способ эффективной подготовки и передачи данных сотовой связи, на фиг.6 иллюстрируется способ приема данных сотовой связи, использующий тот же самый протокол АРП с усовершенствованным подуровнем УАА_м. Ниже этот способ описывается более подробно.

Во-первых, как показано посредством блока 605, посылка АРП поступает от источника передачи в принимающий объект (например, центр коммутации мобильных устройств). Во-вторых, подуровень АРП 101 удаляет заголовок посылки АРП и посылает полезную нагрузку посылки АРП на подуровень МИД 103, как показано посредством блока 610. Затем подуровень МИД 103 отделяет каждую минипосылку одну за другой от полезной нагрузки посылки АРП и определяет, является ли каждая минипосылка отделяющейся минипосылкой или распределенной минипосылкой. Подуровень МИД 103 выполняет это определение посредством обнаружения заранее определенной битовой последовательности, связанной с отделяющимися минипосылками, как описано выше. Этот этап показан с помощью комбинации блоков 615 и 620. Если следующая минипосылка является отделяющейся минипосылкой, то эта минипосылка отбрасывается, как показано посредством блока 625. Если имеются дополнительные минипосылки, определенные блоком принятия решения 637, то подуровень МИД 103 выделяет следующую минипосылку и определяет, является ли она отделяющейся минипосылкой или распределенной минипосылкой. Если эта следующая минипосылка является распределенной минипосылкой, то подуровень МИД 103 посылает эту распределенную минипосылку на подуровень АИОА 102 согласно блоку 630. Затем подуровень АИОА выполняет обратное ассемблирование каждой распределенной минипосылки и распределяет содержащиеся в ней данные пользователя в соответствующий канал связи, как показано с помощью блока 635. Поскольку согласно протоколу АРП посылки АРП передаются в принимающий объект непрерывно, то процесс согласно вышеописанному способу продолжает повторяться, как показано посредством блока 640.

На фиг.7А и 7В (далее на фиг.7) представлена блок-схема, иллюстрирующая альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения. Этот вариант также обеспечивает способ эффективной подготовки и передачи данных в сотовой системе связи. Этот вариант сходен с вариантом, представленном на фиг.5. Фактически этапы осуществления способа согласно альтернативному варианту, соответствующие блокам с 705 по 745, идентичны этапам способа, соответствующим блокам с 505 по 545. Разница между двумя вариантами состоит в том, что в соответствии с альтернативным вариантом, во-первых, как показано в блоке 701, определяют, имеются ли какие-либо данные от различных каналов связи. Если данные пользователи имеются, то способ согласно альтернативному варианту продолжается в соответствии с блоками с 705 по 747 таким же образом, как было описано выше в связи с блоками с 505 по 545. Если в настоящий момент данные пользователи отсутствуют, то, во вторых, определяют, как показано в блоке 702, активизированы ли в настоящий момент какие-либо каналы связи. Если имеются активизированные каналы связи, то способ согласно альтернативному варианту продолжается тем же образом согласно блокам с 705 по 745. Однако, если нет активизированных каналов связи, то тогда уровень АРП 101 генерирует и передает нераспределенную посылку АРП, как это показано посредством блоков 746 и 747. Нераспределенная посылка АРП не содержит каких-либо полезных данных и также не содержит какие-либо минипосылки. Вместо этого нераспределенные посылки АРП просто занимают незанятый промежуток в потоке посылок АРП для того, чтобы поддерживать привязку по времени и расположение (посылок) в потоке посылок АРП.

Причина, по которой предложен этот альтернативный вариант, состоит в том, что в некоторых системах связи имеются периоды, в течение которых имеют место существенные задержки между пакетами данных пользователя (например, между распределенными минипосылками). Например, если система представляет собой сотовую телефонную систему, то могут иметь место существенные задержки между пакетами данных пользователя поздно ночью или в течение ранних утренних часов. В действительности могут существовать периоды, в течение которых ни один из каналов связи неактивизирован. Если имеет место такой случай, то возможно окажется более эффективным посылать одну или более нераспределенных посылок АРП, а не одну или более распределенных посылок АРП, каждая из которых содержит 48 отделяющихся минипосылок. Независимо от того, какой вариант используется, необходимо поддерживать поток посылок АРП. Альтернативный вариант легко обеспечивает такую возможность посредством передачи последовательности нераспределенных посылок АРП либо передачи последовательности посылок АРП, заполненных отделяющимися минипосылками.

В еще одном альтернативном варианте, подобном способу, показанному на фиг. 7, генерирование нераспределенных посылок АРП может запускаться после прохождения заранее определенного интервала времени, в течение которого данные пользователя отсутствуют.

Как дополнение к фиг. 7, на фиг.8 представлен альтернативный вариант способа приема данных системы связи, которые были подготовлены, когда имелись значительные задержки между потоками данных пользователя и/или каналы связи не были активизированы. Способ приема данных системы связи при наличии существенных задержек между пакетами данных пользователя весьма похож на вариант, изображенный в качестве примера на фиг.6.

Фактически этапы способа согласно альтернативному варианту для приема данных системы связи, соответствующие блокам 805 и с 810 по 835, идентичны этапам, соответствующим блокам 605 и с 610 по 635. Разница между двумя вариантами для приема данных состоит в том, что после того, как посылка АРП принимающим объектом принята (блок 805), уровень АРП 101 в соответствии с альтернативным вариантом, во-первых, определяет, является посылка АРП нераспределенной либо распределенной. Это определение представлено блоком принятия решения 845. Если посылка АРП является нераспределенной, то на уровне АРП 101 эта посылка отбрасывается, как показано в блоке 850. Если посылка АРП является распределенной, то способ продолжается согласно блокам с 810 по 840 таким же образом, как и в предыдущем варианте.

На фиг. 9 изображено устройство, которое может быть использовано для реализации вышеописанных различных способов для подготовки, передачи и приема данных. Обычно каждая ячейка в сотовой системе связи содержит, по меньшей мере, одну базовую станцию. В свою очередь, каждая базовая станция поддерживает один или более приемников для приема данных пользователя (включая речевые данные и другие типы данных) от различных каналов связи, работающих в этой ячейке. В общем случае базовые станции хорошо известны специалистам в данной области техники.

На фиг. 9 базовая станция 905 направляет данные пользователя от каждого канала связи 1. ..n в отдельные блоки ассемблера с 910₁ по 910_n. Каждый из блоков ассемблера с 910₁ по 910_n уплотняет данные пользователя от соответствующих каналов связи 1...n в полезную нагрузку из отдельных минипосылок в соответствии с известными способами (не показано). Такие минипосылки, как было указано выше, определяются как распределенные минипосылки. Затем блоки ассемблера с 910₁ по 910_n посылают минипосылки в мультиплексор 915. Мультиплексор 915 формирует полезную нагрузку текущей посылки АРП путем последовательного соединения распределенных минипосылок одна за другой (не показано). Мультиплексор 915 будет продолжать соединять минипосылки до тех пор, пока полезная нагрузка текущей посылки АРП не будет заполнена, либо пока не появится задержка в приеме распределенных минипосылок от блоков ассемблера с 910₁ по 910_n.

Если имеет место задержка в приеме распределенных минипосылок от блоков ассемблера с 910₁ по 910_n, то мультиплексор 915, чтобы сформировать полезную нагрузку текущей посылки АРП, будет использовать вместо них отделяющиеся минипосылки, генерируемые генератором минипосылок 902. Мультиплексор 915 будет продолжать мультиплексировать отделяющиеся минипосылки в полезную нагрузку текущей посылки АРП, пока полезная нагрузка не заполнится, либо пока не станет доступной распределенная минипосылка от блоков ассемблера с 910₁ по 910_n. Как только будет полностью заполнена полезная нагрузка посылки АРП, подсоединяется заголовок посылки АРП (не показано), и посылка АРП (заголовок и полезная нагрузка) посредством линии связи 925 передается на принимающий объект 920. Функции генератора 950 и мультиплексора 955 более подробно рассмотрены ниже.

На принимающем объекте 920 заголовок посылки АРП удаляется в соответствии с известными способами (не показано), и детектор 930 определяет, является ли минипосылка распределенной минипосылкой, либо отделяющейся минипосылкой. Затем детектор 930 дает команду демультиплексору 935 отбросить минипосылку, если детектор 930 определил, что она является отделяющейся минипосылкой, как это показано посредством "корзины для бумаг" 940. Если детектор 930 определяет, что минипосылка является распределенной минипосылкой, то демультиплексор 935 посылает эту минипосылку на соответствующий блок обратного ассемблера с 945₁ по 945_n. Затем блоки обратного ассемблера с 945₁ по 945_n удаляют данные пользователя от минипосылок и направляют эти данные пользователя в соответствующий канал связи (не показано). Функции детектора 960, демультиплексора 965 и "корзины для бумаг" 970 подробно описываются ниже.

Согласно способу по альтернативному варианту, описанному выше, могут иметься продолжительные периоды времени, в течение которых в любом из каналов связи имеется график невысокой интенсивности, либо он вообще отсутствует. Если это имеет место, то может оказаться выгодным передавать одну или более нераспределенных посылок АРП, а не одну или более распределенных посылок АРП, каждая из которых сдержит 48 отделяющихся минипосылок. Для реализации этого альтернативного варианта генератор 950, расположенный на базовой станции 905, генерирует нераспределенные посылки АРП, например, когда в любом из каналов связи отсутствует график (то есть, каналы связи неактивизированы). Затем мультиплексор 955 вводит нераспределенные посылки АРП в поток посылок АРП наряду с имеющимися распределенными посылками АРП.

Подобным же образом детектор 960 на принимающем объекте определяет, является ли входящая посылка АРП нераспределенной посылкой АРП. Если она является нераспределенной посылкой АРП, то демультиплексору 955 дается указание отбросить эту посылку, как показано посредством "корзины для бумаг" 970. Если посылка АРП является распределенной посылкой АРП, то заголовок посылки АРП удаляется (не показано), и демультиплексор 965 посылает полезную нагрузку в детектор 930 и демультиплексор 935. Затем процесс отделения минипосылок от полезной нагрузки посылки АРП и разделения распределенных минипосылок и отделяющихся минипосылок продолжается, как было описано ранее. И, наконец, на фиг.11 показан поток посылок АРП в функции времени, в котором используется АРП с усовершенствованным уровнем УАА_м 980, согласно настоящему изобретению. Для пояснения преимуществ, обеспечиваемых использованием усовершенствованного подуровня УАА_м 980 согласно настоящему изобретению, сравним поток посылок АРП, изображенный на фиг.11, с потоком посылок АРП, генерируемым с использованием известных способов, как показано на фиг.4.

На фиг. 4 и 11 линия 1101, как и линия 401 представляет время. Распределенные минипосылки 1103, 1104, 1105 и 1107 сопоставимы с минипосылками 403, 404, 405 и 407 соответственно, в то время как посылки АРП с 1115 по 1119 сопоставимы соответственно с посылками АРП с 415 по 419. На фиг.11 тонкие вертикальные линии, например линия 1108, представляют отделяющиеся минипосылки; на фиг.4 такие объекты отсутствуют.

Когда подуровень МИД 985 начинает формирование полезной нагрузки посылки АРП 1116, распределенные минипосылки отсутствуют ввиду отсутствия данных пользователя после ассемблирования распределенной минипосылки 1103. Уровень УАА_м 980, соответствующий настоящему изобретению, используется при формировании на подуровне МИД 985 полезной нагрузки посылки АРП 1116 с использованием отделяющихся минипосылок 1108 и 1109. Подуровень МИД 985 продолжает формировать полезную нагрузку посылки АРП 1116 с отделяющимися минипосылками, пока не появится распределенная минипосылка 1104. С ее появлением подуровень МИД 985 вводит ее в полезную нагрузку посылки АРП 1116 непосредственно после предшествующей отделяющейся посылки. Сразу после минипосылки 1104 в полезную нагрузку посылки АРП 1116 также вводится распределенная минипосылка 1105, поскольку она появилась тут же.

В противоположность этому, как объяснялось выше, задержка между минипосылками 403 и 404 при использовании известной обработки на подуровне МИД 103 обуславливала ввод минипосылки, заполненной пробелами, в оставшийся участок полезной нагрузки посылки АРП 416. И затем подуровень МИД 103 должен был ожидать, пока не начнется следующая посылка АРП 1117, чтобы вставить минипосылки 404 и 405.

Преимущество настоящего изобретения сразу становится очевидным при сравнении задержки, вызванной передачей минипосылок 404 и 405 в посылке АРП 417 с использованием известных способов, и задержки, вызванной передачей минипосылок 1104 и 1105 в посылке АРП 1116 с использованием настоящего изобретения. Задержка при передаче минипосылок 1104 и 1105 в принимающий объект с использованием усовершенствованного уровня УАА_м 980 согласно настоящему изобретению существенно меньше, чем задержка при передаче минипосылок 404 и 405 с использованием известных способов.

Уменьшение задержек при передаче данных становится наиболее очевидным при сопоставлении задержки передачи минипосылки 407 с задержкой передачи распределенной минипосылки 1107. На фиг.11 распределенная минипосылка 1107 появляется как раз тогда, когда на подуровне МИД 985 начинается формирование полезной нагрузки для посылки АРП 1118. При использовании усовершенствованного уровня УААм 980 согласно настоящему изобретению подуровень МИД 985 может вводить распределенную минипосылку 1107 в самое начало полезной нагрузки посылки АРП 1118. При использовании известного способа ввод минипосылки 407 задерживается на всю длину посылки АРП 418. В системах связи, работающих со скоростью передачи 64 кбит/с, 53-октадная посылка АРП (424 бита) требует для передачи примерно 7 мс. Если, как в случае с минипосылкой 407, ввод минипосылки смещается на длительность почти всей посылки АРП, то результирующая задержка передачи для этой минипосылки составит примерно 7 мс. В противоположность этому, если ввод минипосылки задерживается только на длительность однооктадной отделяющейся минипосылки (8 бит), то результирующая задержка передачи уменьшается примерно до 0,1 мс. Это дает значительный положительный эффект по сравнению с известными способами и существенно улучшает использование полосы пропускания при применении АРП в системах с низкой скоростью передачи в битах.

Помимо уменьшения задержек передачи данных, усовершенствованный уровень УАА_м 980, соответствующий настоящему изобретению, также улучшает использование полосы пропускания. Это иллюстрируется с помощью фиг.4 и 11. Согласно фиг.4 посылка АРП 417 должна передавать минипосылки 404 и 405, даже если эти минипосылки имелись в наличии перед передачей предыдущей посылки АРП 416 на принимающий объект. В противоположность этому, посылка АРП 1116 на фиг.11 передает сопоставимые с ними распределенные минипосылки 1104 и 1105. Это оставляет полезную нагрузку посылки АРП 1117 полностью доступной для переноса данных от каналов дополнительных минипосылок или каналов АРП, улучшая таким образом использование полосы пропускания. При использовании известных способов дополнительные данные пользователя от дополнительных каналов связи просто бы вызывали задержки передачи, причем даже большие, чем показанные на фиг.4.

Настоящее изобретение было описано со ссылками на несколько вариантов, приведенных в качестве примеров. Однако специалистам в данной области техники должно быть совершенно очевидно, что изобретение может быть реализовано в конкретных формах, отличных от приведенных примеров, без изменения сущности изобретения. Представленные варианты приведены только для примера, но не в качестве ограничения. Объем изобретения определяется прилагаемой формулой изобретения, а не описанием и включает в себя все видоизменения и зквиваленты в пределах пунктов формулы изобретения.

Изобретение относится к передаче данных с использованием протокола асинхронного режима передачи (АРП), в частности к способу и устройству для эффективного заполнения неиспользованных участков каждой посылки АРП для существенного уменьшения задержек при передаче данных. Технический результат - уменьшение времени задержки передачи данных при использовании протокола АРП для систем с низкой скоростью передачи речевых сигналов и улучшение использования полосы пропускания. При использовании асинхронного режима передач (АРП) в системах с низкой скоростью передачи в битах, например в сотовых системах с передачей речевых сигналов, использование полосы пропускания значительно улучшается благодаря применению отделяющихся минипосылок. Отделяющиеся минипосылки имеют заранее определенную длину, например одну октаду, и вводятся в полезную нагрузку посылок АРП, когда имеется задержка в поступлении распределенных минипосылок. Как только появляется распределенная минипосылка, которая содержит действительные данные пользователя, эта распределенная минипосылка может быть введена в полезную нагрузку текущей посылки АРП сразу после последней отделяющейся минипосылки. В отличие от известных способов, исключена необходимость ожидания следующей посылки АРП для ввода приписанной минипосылки. 6 с. и 20 з.п.ф-лы, 12 ил.

1. Способ формирования посылки данных, предназначенной для передачи данных пользователя от источника передачи к принимающему объекту в системе связи, отличающийся тем, что генерируют, по меньшей мере, одну отделяющуюся минипосылку при отсутствии данных пользователя, причем, по меньшей мере, одна отделяющаяся минипосылка имеет заранее определенную длину, и формируют посылку данных с использованием, по меньшей мере, одной отделяющейся минипосылки при отсутствии данных пользователя. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно генерируют распределенную минипосылку при наличии данных пользователя и формируют посылку данных с использованием распределенной минипосылки при наличии данных пользователя. 3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что посылка данных представляет собой посылку асинхронного режима передачи. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что заранее определенная длина отделяющейся минипосылки составляет одну октаду. 5. Способ генерирования и передачи посылки данных, предназначенной для передачи данных пользователя от источника передачи к принимающему объекту в системе связи, отличающийся тем, что генерируют распределенные минипосылки при наличии данных пользователя и обеспечивают возможность включения полученных распределенных минипосылок в посылку данных, определяют, имеется ли в текущий момент одна из распределенных минипосылок, и, если она имеется, то вводят упомянутую одну из распределенных минипосылок в посылку данных, генерируют отделяющиеся минипосылки и затем вводят эти отделяющиеся минипосылки в посылку данных вместо распределенных минипосылок, если в текущий момент отсутствуют распределенные минипосылки, причем каждая отделяющаяся минипосылка имеет заранее определенную длину, и передают посылку данных после того, как она полностью сформирована. 6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что дополнительно определяют, имеются ли в системе связи активизированные каналы связи, и генерируют и передают, по меньшей мере, одну нераспределенную посылку данных, которая не содержит минипосылок, если не имеется активизированных каналов связи. 7. Способ по п. 5, отличающийся тем, что дополнительно определяют, истек ли заранее определенный период времени с момента генерирования последней распределенной минипосылки, и генерируют и передают, по меньшей мере, одну нераспределенную посылку данных, которая не содержит минипосылок до тех пор, пока не будет сформирована распределенная минипосылка. 8. Способ по п. 5, отличающийся тем, что посылка данных представляет собой посылку асинхронного режима передачи. 9. Способ по п. 5, отличающийся тем, что заранее определенная длина каждой отделяющейся минипосылки составляет одна октаду. 10. Способ выделения данных пользователя из посылки данных, предназначенной для передачи данных пользователя от источника передачи к принимающему объекту в системе связи, отличающийся тем, что выделяют, по меньшей мере, одну минипосылку из посылки данных, если эта посылка данных не является нераспределенной посылкой данных, определяют, является ли, по меньшей мере, одна минипосылка отделяющейся минипосылкой, причем, по меньшей мере, одна минипосылка имеет заранее определенную длину, отбрасывают, по меньшей мере, одну минипосылку, если эта минипосылка является отделяющейся минипосылкой, и удаляют данные пользователя, по меньшей мере, из одной минипосылки, если эта минипосылка не является отделяющейся минипосылкой. 11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что дополнительно принимают посылку данных от источника передачи и отбрасывают посылку данных, если эта посылка данных является нераспределенной посылкой данных, не содержащей минипосылок. 12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что посылка данных представляет собой посылку асинхронного режима передачи. 13. Способ по п. 11, отличающийся тем, что заранее определенная длина минипосылки составляет одну октаду. 14. Устройство для формирования посылки данных, предназначенной для передачи данных пользователя от источника передачи к принимающему объекту в системе связи, отличающееся тем, что содержит средство для генерирования, по меньшей мере, одной отделяющейся минипосылки при отсутствии данных пользователя, причем, по меньшей мере, одна отделяющаяся минипосылка имеет заранее определенную длину, и средство для формирования посылки данных с использованием, по меньшей мере, одной отделяющейся минипосылки при отсутствии данных пользователя. 15. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что содержит средство для генерирования распределенной минипосылки при наличии данных пользователя и средство для формирования посылки данных с использованием распределенной минипосылки при наличии данных пользователя. 16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что посылка данных представляет собой посылку асинхронного режима передачи. 17. Устройство по п. 14, отличающееся тем, что заранее определенная длина отделяющейся минипосылки составляет одну октаду. 18. Устройство для генерирования и передачи посылки данных, предназначенной для передачи данных пользователя от источника передачи к принимающему объекту в системе связи, отличающееся тем, что содержит средство для генерирования распределенных минипосылок при наличии данных пользователя и обеспечения возможности включения полученных распределенных минипосылок в посылку данных, средство для определения того, имеется ли в текущий момент одна из распределенных минипосылок, и для ввода упомянутой одной из распределенных минипосылок при ее наличии в посылку данных, средство для генерирования отделяющихся минипосылок и введения полученных отделяющихся минипосылок в посылку данных вместо распределенных минипосылок, если в текущий момент не имеется распределенных минипосылок, причем каждая отделяющаяся минипосылка имеет заранее определенную длину, и средство для передачи поcылки данных после того, как она полностью сформирована. 19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для определения наличия в системе связи активизированных каналов связи и средство для генерирования передачи, по меньшей мере, одной нераспределенной посылки данных, которая не содержит минипосылок в случае отсутствия активизированных каналов связи. 20. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для определения того, истек ли заранее определенный период времени с момента генерирования последней из распределенных минипосылок и средство для генерирования и передачи, по меньшей мере, одной нераспределенной посылки данных, не содержащей минипосылок, до тех пор, пока не будет сформирована следующая распределенная минипосылка. 21. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что посылка данных представляет собой посылку асинхронного режима передачи. 22. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что заранее определенная длина каждой отделяющейся минипосылки составляет одна октаду. 23. Устройство для выделения данных пользователя из посылки данных, предназначенной для передачи данных пользователя от источника передачи к принимающему объекту, в системе связи, отличающееся тем, что содержит средство для выделения, по меньшей мере, одной минипосылки из посылки данных, если эта посылка данных не является нераспределенной посылкой данных, средство для определения того, является ли, по меньшей мере, одна минипосылка отделяющейся минипосылкой, причем, по меньшей мере, одна минипосылка имеет заранее определенную длину, средство для отбрасывания, по меньшей мере, одной минипосылки, если эта минипосылка является отделяющейся минипосылкой, и средство для удаления данных пользователя, по меньшей мере, из одной минипосылки, если эта минипосылка не является отделяющейся минипосылкой. 24. Устройство по п. 23, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для приема посылки данных от источника передачи и средство для отбрасывания посылки данных, если эта посылка данных является нераспределенной посылкой данных, не содержащей минипосылок. 25. Устройство по п. 24, отличающееся тем, что посылка данных представляет собой посылку асинхронного режима передачи. 26. Устройство по п. 24, отличающееся тем, что заранее определенная длина минипосылки составляет одну октаду.