СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ С КОММУТАЦИЕЙ ПАКЕТОВ Российский патент 2003 года по МПК H04Q11/04 H04L12/56 H04Q7/22 

Предпосылки изобретения
Изобретение относится к передаче вызовов с коммутацией пакетов и, в частности, к передаче вызовов с коммутацией пакетов по каналам между телекоммуникационной сетью и базовыми станциями от базовых станций к сети в мобильной телефонной системе, в которой вызов пересылается в виде пакетов данных с равномерными интервалами и в которой несущее колебание канала радиосвязи используется в режиме временного разделения.

В большинстве цифровых мобильных телефонных систем несущее колебание канала радиосвязи разделяется между несколькими пользователями с использованием, например, способа МДВР (множественный доступ с временным разделением) или МДКР (множественный доступ с кодовым разделением). Общий признак этих способов состоит в том, что для каждого вызова выделяется отдельный канал, и что вызов делится на пакеты вызова определенной длины, и пакеты вызова пересылаются по различным каналам в кадрах, передаваемых последовательно на несущем колебании канала радиосвязи. Кадр заключает в себе несколько каналов, и время, необходимое для передачи кадра, постоянно. Согласно способу МДВР, при котором кадр состоит из временных каналов, последовательных во времени, пакеты, связанные с одним и тем же вызовом, принимаются в базовой станции на интервале длительности передачи кадра.

Передача вызовов по линиям связи, образующим сетевую инфраструктуру, обычно осуществляется с использованием системы с коммутацией каналов, при этом для сигнализации и для каждого вызова выделяется отдельный канал передачи или даже отдельный канал в каждом направлении. В системе с коммутацией каналов связи выделенный канал сохраняется даже в отсутствие передаваемого сигнала, из-за чего эффективность соединения со скоростью передачи данных 64 кбит/с оказывается весьма низкой. Кроме того, в системе с коммутацией каналов связи пропускная способность сети резко падает при возрастании нагрузки, тогда как в сети с коммутацией пакетов возрастание нагрузки проявляется в снижении скорости передачи данных и ухудшении качества соединения.

В известных сетях с коммутацией пакетов, пакеты обычно пересылаются в порядке их поступления и/или генерирования. В этом случае может возникать необходимость организовывать в сетевом узле очередь пакетов, если передача предыдущего пакета продолжается. Непредсказуемое помещение в очередь переменной длины вызывает разброс по времени передачи пакетов и увеличивает максимальную задержку передачи. Разброс по времени передачи пакетов особенно вреден для передачи речевого сигнала, поскольку качество речевого сигнала ухудшается из-за разброса по времени передачи. Кроме того, при передаче речевого сигнала важно, чтобы максимальные задержки были невелики.

Если сетевой узел сети с коммутацией пакетов принимает пакеты из канала с более низкой скоростью передачи данных и пересылает их в канал с более высокой скоростью передачи данных, некоторые преимущества, обусловленные каналом с более высокой скоростью передачи данных, могут быть утрачены при ожидании окончания передачи предыдущего пакета. Однако должна существовать возможность немедленно ретранслировать именно пакеты речевого вызова после их приема, чтобы время передачи пакетов не подвергалось изменению вследствие разброса по времени ожидания, и чтобы максимальная задержка, обусловленная временем ожидания, была как можно короче, и, таким образом, можно было гарантировать высококачественную передачу речи.

Вышеозначенные проблемы, т. е. разброс по задержке передачи пакетов, обусловленный ожиданием и возрастанием величины максимальной задержки, можно преодолеть, например, путем пересылки пакетов с эмуляцией коммутации каналов связи, т.е. путем выделения для них отдельного канала или каналов. Проблемы в этом решении такие же, как в решении с коммутацией каналов связи, т.е. ресурс системы передачи выделяется даже тогда, когда в этом нет необходимости, и по мере возрастания нагрузки пропускная способность резко падает.

Другой способ выравнивания задержек передачи пакетов в сети с коммутацией пакетов состоит в буферизации достаточного числа пакетов на приемной стороне, чтобы можно было сгладить любой разброс по задержке передачи. Проблема в том, что передача речевого сигнала в режиме реального времени не допускает большой буферизации: например, при вызове службы общественной безопасности и охраны задержка должна составлять менее 400 миллисекунд. В Интернете программное обеспечение передачи речевого сигнала использует большую буферизацию, поскольку задержка в пару секунд при передаче речевого сигнала в этом случае несущественна. Поскольку в системе, осуществляющей передачу речевого сигнала в режиме реального времени, передача речевого сигнала должна производиться как можно быстрее, буфер должен быть очень коротким, и потому в данном случае буферизация не поможет выравнять задержки передачи. Кроме того, буферизация увеличивает максимальную задержку по времени передачи пакета.

Краткое описание изобретения
Задача настоящего изобретения состоит в создании способа и сетевого узла, посредством которых можно снизить максимальную задержку пакетов вызова и разброс по времени передачи. Этот результат достигается в способе передачи данных с коммутацией пакетов, соответствующем изобретению, согласно которому пакеты вызова отделяются от пакетов управления, содержащих информацию сигнализации для сети передачи данных, и который отличается тем, что осуществляется поддержка информации о скорости поступления пакетов вызова; производится вычисление длительности передачи пакета управления, который должен быть послан следующим; осуществляется определение интервала до приема следующего пакета вызова; производится сравнение длительности с упомянутым интервалом и, если длительность меньше или равна этому интервалу, осуществляется передача пакета управления, а если длительность больше интервала, то пакет управления помещается в очередь на передачу, ожидается прием упомянутого пакета вызова, и затем пакет вызова практически немедленно пересылается.

"Практически немедленно" означает, что пакет пересылается немедленно после того, как при приеме пакета будут предприняты необходимые меры, и пакет будет готов к передаче. Эти меры включают в себя, например, определение, является ли пакет пакетом вызова, возможно, проверку адреса, и прием пакета полностью до его пересылки, если пакет поступает из канала с более низкой скоростью передачи данных, чем тот, в который он передается.

Изобретение также относится к сетевому узлу, который можно использовать согласно способу, соответствующему изобретению. Сетевой узел сети передачи с коммутацией пакетов, соответствующий изобретению, к которому ведет по меньшей мере один входящий канал, и от которого ведет по меньшей мере один исходящий канал, и который содержит средство приема, предназначенное для приема пакетов, средство передачи, предназначенное для передачи пакетов по адресу назначения, и буфер, предназначенный для буферизации принятых пакетов, причем средство приема выполнено с возможностью отделения пакетов вызова от пакетов управления, которые содержат информацию сигнализации для сети передачи данных, отличается тем, что узел дополнительно содержит средство памяти, предназначенное для хранения информации, указывающей скорость поступления пакетов вызова, счетчик времени, предназначенный для определения интервала до приема следующего пакета вызова, средство вычисления, предназначенное для вычисления длительности передачи пакета управления, который должен быть послан следующим, средство сравнения, предназначенное для сравнения интервала и длительности, и контроллер порядка передачи, предназначенный для помещения пакетов управления в очередь на передачу в буфер и для последующей передачи следующего пакета вызова, если длительность превышает интервал.

В основе изобретения лежит идея, состоящая в том, что перед тем, как передать пакет управления требуется проверить, достаточно ли времени для того, чтобы послать пакет до приема следующего пакета вызова. Принятый пакет вызова можно, таким образом, пересылать немедленно после того, как он был принят.

Преимущество способа и сетевого узла, соответствующих изобретению, состоит в том, что один и тот же канал передачи можно использовать для передачи как пакетов вызова, так и пакетов управления, которые содержат информацию сигнализации, при этом качество передачи речевого сигнала в режиме реального времени не ухудшается, поскольку пакеты вызова всегда получают доступ к каналу передачи без задержки. Таким образом, ресурсы передачи используются эффективно, и внутренняя сигнализация системы не вносит в передачу вызова никакой дополнительной задержки переменной длины.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения передача пакетов управления осуществляется в порядке приоритета. Преимущество такого способа в том, что важные пакеты управления могут быть доставлены максимально быстро.

Кроме того, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, который можно использовать при наличии нескольких исходящих каналов, пакеты управления не передаются по определенному каналу, а для каждого пакета управления определяется исходящий канал, в котором имеется достаточно времени для передачи пакета. Пакеты управления, таким образом, можно передавать максимально быстро.

Предпочтительные варианты осуществления способа и сетевого узла, соответствующих изобретению, охарактеризованы в зависимых пунктах формулы изобретения 2-5 и 7-9.

Краткое описание чертежей
Ниже следует подробное описание изобретения на примере предпочтительных вариантов осуществления, иллюстрируемых чертежами, на которых показано следующее:
фиг.1 - блок-схема сети передачи данных системы TETRA,
фиг.2 - блок-схема алгоритма согласно первому предпочтительному варианту осуществления способа, соответствующего изобретению,
фиг.3 - блок-схема алгоритма согласно второму предпочтительному варианту осуществления способа, соответствующего изобретению,
фиг. 4 - блок-схема первого предпочтительного варианта осуществления сетевого узла, соответствующего изобретению.

Подробное описание изобретения
Ниже следует описание изобретения на примере сети связи с коммутацией пакетов, спроектированной для использования в качестве сети передачи для сети цифровой радиосвязи стандарта TETRA (Транс-европейская магистральная радиосвязь), определенным ETSI (Европейский институт стандартов по телекоммуникациям). Стандарт TETRA определяет, например, интерфейс радиосвязи и другие интерфейсы, например, интерфейс с другой сетью TETRA. Однако стандарт TETRA не определяет внутреннюю структуру сети передачи. Тем не менее, изобретение не ограничивается сетями радиосвязи или иными сетями беспроводной связи, но, что очевидно для специалиста в данной области техники, изобретение можно применять и в других системах передачи данных как в сетях, базирующихся на беспроводной передаче данных, так и в стационарных сетях.

На фиг. 1 изображена примерная структура сети передачи TETRA. Мобильная станция МС (мобильный абонент) осуществляет связь с базовой станцией БС по каналу радиосвязи КР. Интерфейс радиосвязи КР согласно стандарту TETRA базируется на несущем колебании с 4-канальным временным уплотнением, ширина полосы которого составляет 25 кГц. На этом несущем колебании последовательно передаются кадры, каждый из которых включает в себя четыре временных интервала или временных канала, как в направлении от мобильной станции к базовой станции, так и в направлении от базовой станции к мобильной станции. Для каждого соединения с передачей данных обычно выделяется отдельный временной интервал, но стандарт TETRA позволяет выделять для одного соединения даже несколько временных интервалов. В системе стандарта TETRA передача одного кадра МДВР занимает около 60 мс, таким образом, для каждого выделенного временного интервала резервируется около 15 мс. Базовая станция может также располагать несколькими несущими.

Каждая базовая станция БС соединяется посредством линии связи с ЦТС (цифровой телефонной станцией) для стационарной сети передачи стандарта TETRA. Телефонные станции ЦТС стандарта TETRA соединяются с другими телефонными станциями ЦТС и с центральной цифровой телефонной станцией ЦЦТС стандарта TETRA посредством стационарного канала связи, причем ЦЦТС представляет собой телефонную станцию, с которой соединяются другие телефонные станции и/или другие центральные телефонные станции ЦЦТС с целью обеспечения альтернативных маршрутов трафика. Интерфейс с другой сетью TETRA, в данном случае, размещается на центральной телефонной станции ЦЦТС, но он также может располагаться на других телефонных станциях ЦТС. Внешние интерфейсы, определяемые стандартом, с коммутируемой телефонной сетью общего пользования (КТСОП), цифровой сетью с предоставлением комплексных услуг (ЦСКУ), учрежденческой автоматической телефонной станцией с выходом в сеть общего пользования (УАТСВ) и сетью передачи пакетных данных (СППД) в данном случае располагается на одной из телефонных станций ЦТС, но они также могут размещаться, например, на каждой телефонной станции. Сеть передачи TETRA также включает в себя другие интерфейсы и периферийные блоки, не показанные на чертеже. Они включают в себя, например, системы управления сетью и диспетчерские системы.

Фиг. 2 представляет собой блок-схему алгоритма, соответствующего первому предпочтительному варианту осуществления изобретения. Согласно предшествующему уровню техники пакеты разных типов разделяются по содержащимся в них идентификационным данным. Пакеты управления, содержащие информацию сигнализации, в данном случае, отделяются от пакетов вызова, чтобы пакеты вызова можно было практически немедленно передавать. Разделение осуществляется на основании, например, идентификационных данных, содержащихся в пакете. Идентификационные данные, например, указывают, с каким соединением передачи данных связан пакет, и эти данные используются, например, для маршрутизации пакета.

Способ включает в себя поддержку информации о скорости поступления пакетов, т. е. промежутка времени, проходящего после приема пакета вызова до приема следующего пакета вызова. Скорость поступления зависит от синхронизации и нагрузки узла передающей сети или состояния выделения каналов несущей. Скорость поступления будет описана более подробно со ссылками на фиг.3. Пакет считается принятым, когда он готов к ретрансляции. В скорости поступления учитывается время, необходимое для приема и любой необходимой обработки пакета. Примером обработки пакета может служить преобразование пакета, принятого в базовой станции по каналу радиосвязи, в пакет, который можно пересылать в сети передачи. Скорость поступления на базовой станции БС с одной несущей составляет около 15 мс в системе стандарта TETRA при выделении всех временных интервалов, а если, например, выделено два временных интервала, прием пакетов вызова циклически отслеживает скорость поступления, согласно которой пакеты вызова принимаются попеременно с интервалами около 15 мс и около 45 мс. Соответственно пакеты, передаваемые базовой станцией, принимаются на телефонной станции ЦТС TETRA с той же скоростью.

При приеме (20) пакета управления, осуществляется проверка (21) наличия пакетов управления в очереди. При отсутствии очереди, производится вычисление (22) длительности передачи пакета управления. Длительность можно вычислить, поскольку размер пакета и скорость канала передачи известны. После выполнения этапа 22 осуществляется определение (23) интервала до приема следующего пакета вызова. Интервал можно определить, поскольку скорость поступления пакетов вызова и время, оставшееся до приема следующего пакета вызова, известны. Когда вышеозначенные промежутки времени определены, производится их сравнение. Если на этапе 24 выясняется, что длительность передачи меньше или равна интервалу, то производится посылка (25) пакета управления. Затем осуществляется проверка на этапе 26, пуста ли очередь пакетов управления. Если в течение интервала между приемом и передачей пакета управления (этапы 20-25) был принят новый пакет управления, то очередь не пуста. Тогда производится извлечение (29) пакета, стоящего в очереди первым, и процедура возвращается к этапу 22, т.е. к вычислению длительности передачи пакета управления, извлеченного из очереди, после чего процедура действует в соответствии с вышеописанным. Если на этапе 26 очередь пакетов управления оказывается пустой, ожидается поступление следующего пакета.

Если на этапе 24 выясняется, что длительность передачи больше интервала до приема следующего пакета вызова, то пакет управления помещается (27) в очередь. Таким образом, обеспечивается беспрепятственная передача пакета вызова. Когда пакет управления помещен в очередь, процедура ожидает (28), пока не будет послан пакет вызова, после чего производит извлечение (29) пакета, стоящего в очереди пакетов управления первым, и затем процедура возвращается к этапу 22, на котором осуществляется вычисление длительности передачи пакета управления. Если в течение интервала между приемом пакета управления и извлечением первого пакета из очереди (этапы 20, 21, 23, 24, 27, 28 и 29) производится прием других пакетов управления, то эти пакеты также помещаются в очередь пакетов управления, из которой согласно первому предпочтительному варианту осуществления пакеты посылаются в порядке их поступления. Если пакеты управления имеют различные приоритеты, то они помещаются в очередь в порядке приоритета, но таким образом, чтобы пакеты управления с одинаковыми приоритетами выстраивались в порядке поступления. Кроме того, пакеты управления с приоритетами не обязательно помещать в очередь, находящуюся в буфере, в порядке приоритета, но пакеты можно также извлекать из очереди для передачи в порядке приоритета. Приоритеты гарантируют, что более срочные управляющие сообщения будут переданы раньше, чем менее срочные управляющие сообщения.

Если, при приеме пакета управления на этапе 20, в очереди уже стоят другие пакеты управления, или осуществляется посылка пакета вызова или управления, то пакет управления помещается (27) в очередь. Если пакет управления помещен в очередь из-за того, что осуществляется посылка другого пакета управления, он будет извлечен (29) из очереди, когда, после передачи предыдущего пакета управления, будет произведена проверка (26), пуста ли очередь. Если пакет управления помещен в очередь из-за того, что осуществляется посылка пакета вызова, процедура ожидает (28), пока не будет послан пакет вызова, после чего извлекает (29) пакет управления для передачи, и затем процедура возвращается к этапу 22. Если пакет управления помещен в очередь из-за того, что в очереди уже имеются другие пакеты управления, он будет извлечен (26) для передачи, когда, после осуществления передачи (25) предыдущего пакета управления, будет произведена проверка (26), пуста ли очередь пакетов управления. Таким образом, способ обеспечивает, чтобы в очереди пакетов управления не оставалось ни одного пакета.

Фиг. 3 представляет собой блок-схему алгоритма, соответствующего второму варианту осуществления изобретения. Он отличается от первого варианта осуществления только в отношении очистки очереди пакетов управления, т.е. этапы 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 и 28 идентичны.

При приеме (20) пакета управления осуществляется проверка (21) наличия пакетов управления в очереди. В случае отсутствия очереди производится вычисление (22) длительности передачи, определение (23) интервала до приема следующего пакета вызова, и сравнение этих промежутков времени согласно описанному выше со ссылками на фиг.2. Если на этапе 24 выясняется, что длительность передачи меньше или равна интервалу, то производится посылка (25) пакета управления. После этого производится проверка (26), пуста ли очередь пакетов управления. Если очередь пакетов управления пуста, ожидается прием следующего пакета. Если в течение интервала между приемом и передачей пакета управления (этапы 20-25) был принят новый пакет управления, то очередь не пуста. Тогда производится определение (23') интервала до приема следующего пакета вызова. Интервал можно определить, поскольку скорость поступления пакетов вызова и время, оставшееся до приема следующего пакета вызова, известны. Затем в очереди осуществляется поиск (30) первого пакета управления в порядке поступления, для передачи которого интервал является достаточно длинным. Если такой пакет управления найден (31), он извлекается из очереди пакетов управления, после чего осуществляется его передача (32). Затем процедура возвращается к этапу 26, на котором производится проверка, пуста ли очередь пакетов управления, после чего процедура действует согласно описанному выше в зависимости от результата.

Если в очереди не найдено (31) ни одного пакета управления, для передачи которого интервал является достаточно длинным, то процедура переходит к ожиданию (28) посылки следующего пакета вызова, после чего процедура переходит к этапу 23' и далее, т.е. определяет интервал до приема следующего пакета вызова.

Если на этапе 24 выясняется, что длительность передачи больше интервала до приема следующего пакета вызова, то пакет управления помещается (27) в очередь. Таким образом, обеспечивается беспрепятственная передача пакета вызова. Когда пакет управления помещен в очередь, процедура ожидает (28), пока не будет послан пакет вызова, после чего процедура переходит к этапу 23' и далее, т. е. определяет интервал до приема следующего пакета вызова. Если в течение интервала от приема пакета управления до извлечения первого пакета из очереди (этапы 20, 21, 22, 23, 24, 21, 28, 23', 30, 31 и 32) производится прием других пакетов управления, то эти пакеты также помещаются в очередь пакетов управления.

Если при приеме пакета управления на этапе 20, в очереди уже стоят другие пакеты управления, или осуществляется посылка пакета вызова или управления, пакет управления помещается (27) в очередь. Если пакет управления помещен в очередь из-за того, что осуществляется посылка другого пакета управления, он может быть извлечен из очереди и передан (32), когда, после передачи предыдущего пакета управления, будет произведена проверка (26), пуста ли очередь, будет определен (23') интервал до приема следующего пакета вызова и будет произведен поиск (30) первого в очереди пакета управления, для передачи которого имеется достаточно времени. Если пакет управления помещен в очередь из-за того, что осуществляется посылка пакета вызова, процедура ожидает (28), пока пакет вызова не будет послан, после чего процедура переходит к этапу 23' и далее, т.е. определяет интервал до приема следующего пакета вызова. Если пакет управления помещен в очередь из-за того, что в очереди уже имеются другие пакеты управления, он будет извлечен (26) для передачи, когда, после осуществления передачи (25) предыдущего пакета управления, будет произведена проверка (26), пуста ли очередь пакетов управления, после чего процедура переходит к этапу 23', т.е. определяет интервал до приема следующего пакета вызова. Таким образом, способ обеспечивает, чтобы в очереди пакетов управления не оставалось ни одного пакета.

При наличии нескольких каналов передачи, по которым осуществляется посылка пакетов, вышеупомянутая скорость поступления пакетов вызова может поддерживаться по отношению к каждому каналу, если пакеты, связанные с одним и тем же вызовом или иным соединением с передачей данных, всегда посылаются по одному и тому же каналу передачи. Для ускорения передачи пакетов управления можно искать канал, для посылки пакетов управления по которому имеется достаточно времени. Сначала вычисляется длительность передачи пакета управления согласно описанному выше в связи с фиг.2 и 3. Например согласно описанию фиг.2, после этого можно по очереди обследовать каналы в поисках такого канала, на котором интервал до приема следующего пакета вызова по меньшей мере равен длительности передачи пакета управления. Если такой канал найден, посылка пакета управления осуществляется по нему. Если обследованы все каналы и не найдено ни одного такого канала, пакет управления помещается в очередь и ожидается передача следующего пакета вызова. После посылки пакета вызова по каналу, очистка очереди пакетов управления начинается с поочередной проверки каналов. Преимущество состоит в том, что пакеты управления могут пересылаться быстрее, чем при передаче пакетов управления по определенному каналу.

В соответствии с различными способами обработки пакетов согласно фиг.2 и 3 и описанию этих чертежей в зависимости от того, являются ли пакеты пакетами вызова или пакетами управления, такое же разделение может быть осуществлено отделением речевых пакетов, содержащих речевой сигнал, от других пакетов, при этом обработка речевых пакетов будет осуществляться таким же образом, как и обработка пакетов вызова, согласно фиг.2 и 3, т.е. немедленная передача после приема должна гарантироваться только для речевых пакетов. Затем пакеты управления и пакеты вызова, содержащие данные, могут обрабатываться таким же образом, как и пакеты управления, согласно фиг.2 и 3, т. е. они должны передаваться между речевыми пакетами всякий раз, когда имеется достаточно времени. Пакеты можно также делить на пакеты управления, речевого сигнала и данных, причем речевые пакеты обрабатываются таким же образом, что и пакеты вызова, и пакеты данных будут иметь приоритет над пакетами управления, т.е. они будут иметь более высокий приоритет. Можно также осуществлять подразделение пакетов в целом на пакеты управления и пакеты вызова, но в случае перегрузки пакеты вызова могут разделяться на речевые пакеты и пакеты данных, чтобы пакеты разных типов можно было обрабатывать по отдельности. Если в сети осуществляется пересылка изображения в режиме реального времени, пакеты изображения могут рассматриваться как речевые пакеты и обрабатываться аналогичным образом.

На фиг. 4 изображен сетевой узел, соответствующий изобретению. Сетевой узел в данном случае описан на примере базовой станции БС системы стандарта TETRA. Узел может также представлять собой узел любой другой сети, в достаточной степени интеллектуальный, чтобы не передавать принятые им пакеты обратно в том же направлении. Не требуется, чтобы узел, соответствующий изобретению, обрабатывал пакет каким-либо определенным образом; все, что он должен делать - это принимать пакеты на определенной скорости и пересылать их. В целях иллюстрации рассматривается сетевой узел, к которому ведет входящий канал, характеризуемый несущим колебанием канала радиосвязи, и от которого отходит один исходящий канал. Единственное ограничение по числу исходящих и входящих каналов сетевого узла, соответствующего изобретению, состоит в том, что должен иметься по меньшей мере один входящий и один исходящий канал. Число каналов никак не ограничено сверху, и к используемому каналу передачи также не предъявляется никаких требований. БС сетевого узла также содержит блок передачи БПД, предназначенный для передачи пакетов в сеть. Блок передачи БПД может также принимать пакеты из сети. БС сетевого узла также содержит блок приема БПР, предназначенный для приема пакетов из канала передачи - в данном случае канала радиосвязи - по которому осуществляется передача пакетов на несущей, и для обработки пакетов с целью подготовки их для передачи по сетевому каналу передачи. Блок приема БПР может также передавать пакеты на несущей. Блок приема БПР выполнен с возможностью отделять пакеты вызова от пакетов управления, которые содержат информацию сигнализации между сетевыми элементами сети передачи данных. Он может разделять пакеты на основании идентификационных данных, содержащихся в пакете, или на основании иной информации, например, указывающей, что сигнализация передается на несущей в течение определенных периодов. Блок приема сетевого узла, соответствующего изобретению, может также принимать пакеты от других сетевых узлов или из других сетей, и не обязан обрабатывать пакеты.

Сетевой узел содержит счетчик времени СВ, который определяет, сколько времени остается до приема следующего пакета вызова. Это время именуется интервалом. Чтобы определить интервал, счетчик должен знать скорость поступления пакетов, предпочтительно сохраняемую в счетчике времени СВ. Информация по скорости поступления может также сохраняться иным образом и в ином месте, например, в памяти БС сетевого узла. Термины "скорость поступления" и "принимаемый пакет" были описаны выше в связи с фиг.2. Счетчик времени СВ отслеживает скорость поступления предпочтительно циклически, благодаря чему можно учитывать любые изменения в состоянии выделения или нагрузки во входящем канале. Скорость поступления также может быть постоянной. Например, в системах, использующих способ МДВР, длину цикла предпочтительно устанавливают равной длительности кадра, чтобы скорость поступления пакетов, по меньшей мере в базовой станции, отслеживала состояние выделения временных каналов. Например, в системе стандарта TETRA для каждого пакета в канале радиосвязи выделяется около 15 мс, поэтому, когда выделены все временные сегменты маршрута радиосвязи, скорость поступления пакетов в базовой станции составляет около 15 мс. Если полезная нагрузка пакетов в канале радиосвязи составляет 274 бит и 432 бит, и идентификационные данные, необходимые в сети передачи, могут быть представлены, например, 56 битами, размеры пакетов равны 330 бит и 488 бит. Если размер пакета составляет 488 бит, передача единичного пакета вызова по каналу передачи, характеризующемуся скоростью 64 кбит/с, занимает около 7,6 мс, и потому для посылки пакетов управления до приема следующего пакета вызова остается около 7,4 мс. Если выделение временного сегмента отменяется, скорость поступления изменяется в соответствии с изображенным на фиг.4, т.е. длина одного интервала составляет около 30 мс, а других - около 15 мс. Таким образом, остается больше времени для передачи пакетов управления в одной точке цикла.

Информация о скорости поступления может использоваться, например, в способе МДКР, так чтобы цикл длительности кадра состоял из периода, в течение которого поступает поток последовательных пакетов вызова, а остаток цикла можно использовать для передачи пакетов управления. Длительность потока пакетов вызова зависит от состояния выделения каналов в канале радиосвязи.

Сетевой узел также содержит блок управления БУ, который управляет ресурсами сетевого узла. Блок управления БУ может также обеспечивать конфигурацию сетевого узла и функционировать в качестве интерфейса между сетевым узлом и системой сетевого управления. Блок управления БУ содержит буфер БУФ, предназначенный для буферизации пакетов управления, ожидающих передачи. Буфер БУФ может также находиться в других блоках сетевого узла, а также может представлять собой отдельный блок. Блок управления БУ управляет передачей пакетов посредством блока передачи БПД, чтобы передавать пакеты управления только тогда, когда их можно передать полностью до приема следующего пакета вызова. Поэтому блок управления БУ вычисляет длительность передачи пакета управления, который должен быть передан следующим, проверяет интервал до приема следующего пакета вызова, полученный от счетчика времени, находящегося в сетевом узле, и сравнивает эти промежутки времени. Если пакет управления может быть передан без замедления передачи пакета вызова, т.е. интервал больше длительности, то блок управления БУ направляет запрос в блок передачи БПД о передаче пакета управления. В противном случае блок управления БУ помещает пакет управления в буфер БУФ для ожидания приема и передачи следующего пакета вызова. После передачи пакета вызова блок управления БУ может извлечь пакет управления из очереди и обеспечить передачу пакета управления блоком передачи БПД, если для его посылки до приема следующего пакета вызова остается достаточно времени. Блок управления БУ может извлекать пакеты управления из очереди в порядке их поступления или приоритета, или же искать первый пакет, для передачи которого имеется достаточно времени до передачи следующего пакета вызова. Блок управления БУ может также помещать пакеты управления в очередь на передачу, находящуюся в буфере, в соответствии с приоритетами пакетов. Приоритеты гарантируют, что важные пакеты управления посылаются максимально быстро.

Блок управления БУ сетевого узла, соответствующего изобретению, может также выступать в роли интерфейса между сетевым узлом БС и системой управления сетью. Блок управления БУ может заменять скорость поступления новой скоростью поступления, полученной из системы управления сетью. Предпочтительно, чтобы скорость поступления всегда обновлялась при изменении состояния выделения во входящем канале, например, при выделении или освобождении временного интервала в канале радиосвязи. Это гарантирует, что сетевой узел без необходимости не замедляет передачу пакета управления, ожидая пакет определенного временного сегмента, когда такой пакет отсутствует. Сетевой узел может сам управлять выделением и синхронизацией во входящем канале, при этом блок управления БУ сетевого узла обеспечивает, чтобы всякий раз при изменении состояния выделения осуществлялось обновление скорости поступления. Управление состоянием выделения во входящих каналах сетевого узла может осуществляться и в других сетевых элементах, например, в контроллере базовой станции. В этом случае оттуда же поступает информация о новой скорости поступления.

Пакеты управления, генерируемые сетевым узлом, соответствующим изобретению, обрабатываются так же, как и принятые пакеты управления, т.е. их передача осуществляется только тогда, когда имеется достаточно времени, чтобы послать их до приема следующего пакета вызова.

Что касается функций блока управления БУ, сетевой узел может также иметь различные средства, например средство обработки, предназначенное для сохранения информации по скорости поступления и для помещения пакетов управления в буфер. Указанные функции могут различным образом распределяться между различными элементами сетевого узла, например, блок управления БУ может разделять пакеты на пакеты управления и пакеты вызова.

Чертежи и описание чертежей предназначены только для иллюстрации настоящего изобретения и его применения в мобильной системе. Для специалистов очевидно, что допустимы разнообразные вариации и модификации изобретения без изменения объема и сущности изобретения, определяемых формулой изобретения.

Изобретение относится к передаче вызовов с коммутацией пакетов, в частности к передаче речевых вызовов с коммутацией пакетов по линиям связи между сетью связи и базовыми станциями от базовых станций к сети. Техническим результатом является снижение максимальной задержки пакетов вызова и разброс по времени передачи. Технический результат достигается тем, что пакеты управления, содержащие информацию сигнализации по сети передачи данных, отделяются от пакетов вызова, поддерживается информация о скорости поступления пакетов вызова, вычисляется длительность пакета управления, который должен быть передан следующим, определяется интервал до приема следующего пакета вызова, длительность сравнивается с интервалом и, если длительность меньше или равна интервалу, производится посылка пакета управления, а если длительность больше интервала, пакет управления помещается в очередь на передачу, ожидается прием упомянутого пакета вызова и затем пакет практически немедленно пересылается. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Способ передачи данных с коммутацией пакетов в сети передачи данных, содержащей по меньшей мере один сетевой узел, предназначенный для приема и передачи пакетов, причем в сетевом узле пакеты вызова отделяются от пакетов управления, содержащих информацию сигнализации для сети передачи данных, отличающийся тем, что включает этапы, при которых: a) поддерживают информацию о скорости поступления пакетов вызова; b) вычисляют (22) длительность передачи пакета управления, который должен быть послан следующим; c) определяют (23) интервал до приема следующего пакета вызова; d) сравнивают (24) упомянутую длительность с полученным интервалом и, если длительность меньше или равна интервалу, передают (25) пакет управления, а если длительность больше интервала, помещают (27) пакет управления в очередь на передачу, ожидают, пока упомянутый пакет вызова не будет принят, и затем пересылают по существу немедленно пакет вызова. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пакет управления помещают в очередь в положение, определяемое приоритетом, содержащимся в пакете управления, при этом пакеты управления с более высоким приоритетом имеют в очереди на передачу приоритет над пакетами управления с более низким приоритетом, а пакеты управления с одинаковым приоритетом помещаются в очередь в порядке поступления. 3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что после передачи упомянутого пакета вызова e) осуществляют извлечение (29) первого пакета из очереди пакетов управления на передачу; f) вычисляют (22) длительность передачи пакета управления; g) определяют (23) интервал до приема следующего пакета вызова; h) сравнивают (24) длительность с интервалом и, если длительность больше интервала, помещают (27) пакет управления обратно в очередь на передачу, а если длительность меньше или равна интервалу, передают (25) пакет управления, проверяют (26), имеются ли в очереди пакеты управления, и если в очереди имеются пакеты, то повторяют этапы способа, начиная с этапа е), на котором из очереди пакетов управления на передачу извлекают первый пакет. 4. Способ по п. 1, или 2, отличающийся тем, что после передачи упомянутого пакета вызова e) вычисляют (23') интервал до приема следующего пакета вызова; f) извлекают (30) из очереди пакетов управления на передачу первый пакет, для передачи которого интервал является достаточно длинным; g) проверяют (26), имеются ли пакеты управления в очереди на передачу, и в результате упомянутой проверки, если в очереди имеются пакеты, повторяют этапы способа, начиная с этапа е), на котором определяют интервал до приема следующего пакета вызова. 5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что передают пакеты вызова, связанные с одним и тем же соединением передачи данных по одному и тому же каналу, если от сетевого узла отходят по меньшей мере два исходящих канала, поддерживают информацию о скорости поступления пакетов вызова отдельно для каждого имеющегося исходящего канала, определяют интервал до приема следующего пакета вызова для каждого канала, сравнивают длительность принятого пакета управления с каждым интервалом по очереди, пока не будет найден интервал, который больше или равен длительности, и передают пакет управления по найденному каналу или, после осуществления сравнения длительности с каждым из интервалов, помещают пакет управления в очередь на передачу. 6. Сетевой узел сети передачи данных с коммутацией пакетов, к которому ведет по меньшей мере один входящий канал и от которого отходит по меньшей мере один исходящий канал, при этом узел содержит средство приема (БПР), предназначенное для приема пакетов, средство передачи (БПД), предназначенное для передачи пакетов по адресу назначения, и буфер (БУФ), предназначенный для буферизации принятых пакетов, причем средство приема (БПР) выполнено с возможностью отделения пакетов вызова от пакетов управления, содержащих информацию сигнализации для сети передачи данных, отличающийся тем, что узел дополнительно содержит средство памяти, предназначенное для хранения информации, указывающей скорость поступления пакетов вызова, счетчик времени (СВ), предназначенный для определения интервала до приема следующего пакета вызова, средство вычисления, предназначенное для вычисления длительности передачи пакета управления, который должен быть послан следующим, средство сравнения, предназначенное для сравнения интервала и длительности, и контроллер порядка передачи (БУ), предназначенный для помещения пакетов управления в очередь на передачу в буфер и для последующей передачи упомянутого следующего пакета вызова, если длительность превышает интервал. 7. Сетевой узел по п. 6, отличающийся тем, что средство памяти выполнено с возможностью обновления скорости поступления в ответ на новую скорость поступления, полученную из сети передачи данных. 8. Сетевой узел по п. 6 или 7, отличающийся тем, что контроллер порядка передачи (БУ) выполнен с возможностью помещения пакетов управления, принятых в узле, в очередь на передачу в буфер (БУФ) в порядке, указанном приоритетом, содержащимся в пакете. 9. Сетевой узел по п. 6, 7 или 8, отличающийся тем, что контроллер порядка передачи (БУ) выполнен с возможностью извлечения пакета управления из очереди на передачу в ответ на передачу упомянутого следующего пакета вызова и средство передачи (БПД) выполнено с возможностью передачи пакета управления, если интервал до приема следующего пакета вызова больше или равен длительности передачи пакета управления.