专利名称：一个产生为了低比特速率应用的atm信元的方法
技术领域：
本发明一般地涉及电信系统。
更特别的是，本发明涉及用ATM(异步传输模式)的电信系统。ATM是一个通常用于电信系统中传输高比特速率数据的标准，它是以诸固定长度的被呼叫信元的诸分组的一个异步时间复用为基础的。
可以用一个ATM层和一个接口层或在ATM层和诸用户之间的ATM适配层(AAL)对用ATM的电信系统进行模型化。
我们已经将一个特定的ATM适配层提供给特别如移动通信系统，特别是第三代移动通信系统(特别如UMTS“通用移动电信系统”)那样的低比特速率的应用。
在ITU-T(国际电信联盟-电信)建议1．363．2中定义了这样一个特定的层，或AAL2。通过将若干个短分组的被呼叫的CPS分组多路复用成同一个ATM信元，将AAL2再分成一个业务的特定的会聚子层(SSCS)和一个允许若干个低比特速率的连接分享同一个ATM连接的共用部分子层(CPS)。
于是AAL2层接收诸低比特速率的数据单元的诸不同的输入数据流，此外特别是与通信业务的相关类型(话音，数据，图像，信令…等)有关，诸输入数据流可以有不同的速率和／或长度。通过将诸数据单元分组成诸短分组(或诸CPS分组)，将每个输入的数据单元流变换成一个输入的短分组数据流。这些不同的输入的短分组数据流被复用成被封装在同一个ATM连接中的单个输出的短分组数据流。
为了有效起见，在CPS层上执行的过程应该同时达到许多目的，特别是-这个过程应该是带宽有效的，即应该以尽可能少的填充发送诸ATM信元，-这个过程应该满足诸业务需要的质量，特别是它应该尽可能小地引入诸延迟变化，-这个过程应该对于被复用的诸不同类型的通信业务满足诸业务需要的不同质量；特别是话音通信业务是时间敏感的并要求诸精确的延时变化目标，而数据或信令通信业务通常能容忍传递诸延迟变化。
产生诸延迟变化的一个特殊原因是对诸长数据单元进行处理(即实际上长度大于45个八比特组的诸数据单元的处理)。
现在在将诸长数据单元分组成诸短分组前先将它们分段。关于这一点，WO 97／48251考虑了有不同优先级的两类通信业务(即话音和数据通信业务)的情形，并告诉我们如何在一个短的和较高优先级的用户数据单元(即话音通信业务)到来时中断一个长数据单元(即数据通信业务)的分段和分组，以便减少在如此高优先级的通信业务中由于对诸如此长的数据单元进行处理可能引起的诸信元的延迟变化。
然而这篇参考文献并没有为任何数量的输入数据流和由诸不同的输入数据流携带的任何类型的通信业务的一般情形提供任何解决办法；特别是它没有对在多个携带诸长数据单元的输入数据流的情形中，由于对一个给定的数据流的诸长数据单元进行处理可能在诸其他的输入数据流中的每一个上引起的诸延迟变化的问题提供任何解决办法。
本发明特别能够避免这样一些缺点。
所以本发明的一个目的是提供一种产生为了低比特速率应用的ATM信元的方法，所述的方法包括-一个分段和分组的步骤，用于将多个输入的数据单元数据流变换成多个输入的短分组数据流，所述的步骤包括在将诸数据单元分组成诸短分组前先将诸长数据单元进行分段，-一个复用和安排的步骤，用于将所述的多个输入的短分组数据流复用成一个被封装在同一个ATM连接中的单个输出的短分组数据流，和以一种能将与诸不同的输入数据单元数据流的诸长数据单元对应的诸短分组交织在所述的单个输出的短分组数据流中的方式，将诸不同的输入的短分组数据流安排成所述的单个输出的短分组数据流。
根据本发明的另一个目的，进一步，以一种能将与诸不同长度和／或速率的诸长数据单元对应的诸短分组作为它们的各自的长度和／或速率的函数交织在所述的输出的短分组数据流中的方式，执行所述的复用和安排的步骤。
根据本发明的另一个目的，使得这个数据流的诸短分组在所述的单个输出的短分组数据流中以Ti的间隔分开那样地确定对一个给定的输入的短分组数据流的安排，其中Ti是在传输时间间隔，或对应的输入的数据单元数据流的数据单元重复周期和在对这个输入数据单元数据流的一个数据单元进行分段后的诸短分组数目之间的比。
根据本发明的另一个目的，进一步，以一种能将与诸短数据单元对应的诸短分组作为它们的各自的长度和／或速率的函数，插入所述的输出的短分组数据流中的方式，执行所述的复用和安排的步骤。
根据本发明的另一个目的，所述的方法进一步包括一个以一种使ATM信元间隔尽可能保持恒定的方式安排ATM信元传输时间的步骤，和一个将所述的单个输出的短分组数据流封装在同一个有经这样安排的诸ATM信元传输时间的ATM连接中。
根据本发明的另一个目的，使所述的ATM信元间隔保持得尽可能地接近一个对于对应的ATM连接进行商议后得到的信元速率。
与对于ATM连接的通信业务协定的类型有关，并根据诸不同的实施例，所述的信元速率可以是-在一个DBR(确定性的比特速率)或CBR(恒定的比特速率)类型的业务范畴的情形中的一个PCK(峰值信元速率)，
-在一个ABT(ATM块传输)类型的业务范畴的情形中的一个BCR(块信元速率)，-在一个ABR(可用的比特速率)类型的业务范畴的情形中的一个ACR(允许的信元速率)。
根据另一个实施例，对所述的信元速率可以进行再商议，以便使在网络中的资源利用最佳化根据另一个实施例，当没有来自所述的单个输出的短分组数据流的可利用的数据时没有ATM信元被发送，并且所述的方法包括一个进一步的关于来自所述的单个输出的短分组数据流的下一个数据的可利用性参照所述的安排步骤的步骤。
本发明的另一个目的是提供一个产生为了低比特速率应用的ATM信元的装置，所述的装置包括-分段和分组的装置，用于将多个输入的数据单元数据流变换成多个输入的短分组数据流，所述的装置包括用于在将诸数据单元分组成诸短分组前先将诸长数据单元分段的装置，-复用和安排装置，用于将所述的多个输入的短分组数据流复用成被封装在同一个ATM连接中的单个输出的短分组数据流，和以一种能将与诸不同的输入的数据单元数据流的诸长数据单元对应的诸短分组交织在所述的单个输出的短分组数据流中的方式，将诸不同的输入的短分组数据流安排成所述的单个输出的短分组数据流。
本发明为了实现它的目的还有一个实体，如一个用于一个移动无线电通信网络的包含这样一个装置的基站(或在UMTS中的节点B)。
本发明为了实现它的目的还有一个实体，如一个用于一个移动无线电通信网络的包含这样一个装置的基站控制器(或在UMTS中的无线电网络控制器(RNC))。
从下面的结合所附的诸图进行的描述，本发明的这些和另一些目的将变得更加明显-
图1是一个用于说明根据本发明的一个方法的一个例子的图，
-图2是一个用于说明根据本发明的一个方法的应用的一个例子的图。
在下文中我们将用到下面的符号·调度程序包含每个输入的短分组数据流的安排次数，·GLL全球链接表，包含为了封装在诸ATM信元中进行竞争的诸CPS分组的所有地址，·t当前时间·Ti在所述的输出数据流中，一个给定的输入数据流n°i的诸短分组之间的间隔时间，·LVSTi输入的短分组数据流n°i的当前安排时间。
作为一个例子，图1说明用STi表示的多个输入的数据单元数据流中的一个和这个输入的数据单元数据流的用AAL SDU(ATM适配层的业务数据单元)表示的诸数据单元中的一个。
在由1表示的分段和分组装置中实施从如STi的每个数据单元数据流到如STi′的一个短分组数据流的变换。这样一个变换包括一个分段和一个分组，它们将一个如AAL SDU的数据单元分段和分组成许多如由CPS1和CPS2表示的短分组或CPS分组。
用一个公共缓冲器存储器CB执行这样得到的诸CPS分组的排队，在公共缓冲器存储器CB中存储了诸不同的数据流如STi＇所示的诸CPS分组，对于数据流STi＇如2所示。
在图1中的由3表示的计算装置中实施将这样排队的诸CPS分组安排成通过复用多个如STi＇那样的输入的短分组数据流得到的单个输出的短分组数据流的由LVST表示的安排次数的确定。
将在一个有一个这样确定的安排时间的CPS分组的公共缓冲器CB中的地址@写入一个由SCH表示的调度程序的与这个时间对应的那一行中，例如对于分组CPS1如4所示或对于分组CPS2如5所示那样。
根据本发明，以一种能将与诸不同的输入的数据单元数据流的诸长数据单元对应的诸短分组交织在所述的单个输出的短分组数据流中的方式，执行将诸不同的短分组输入数据流安排成所述的单个输出的短分组数据流的操作。
在这种方式中，我们可以减少在携带诸长数据单元的多个输入数据流的情形中，由于对一个给定的数据流的诸长数据单元进行处理，可能在诸其他的输入数据流中的每一个上引起的诸延迟变化，于是就能改善过程的有效性。
此外，可以用一种能将与诸不同长度和／或速率的诸长数据单元对应的诸短分组作为它们的各自的长度和／或速率的函数交织在所述的输出的短分组数据流中的方式，执行这样一种安排。
此外，可以用一种能将与诸短数据单元对应的诸短分组作为它们的各自的长度和／或速率的函数交织在所述的输出的短分组数据流中的方式，执行这样一种安排。
令LVSTi是输入数据流STi＇的一个当前的CPS分组的安排时间。
可以根据下列关系式确定LVSTiLVSTi=LVSTi+Ti换句话说，使得输入数据流STi＇的诸短分组在所述的输出数据流中以Ti的间隔分开那样地确定LVSTi，Ti能够是例如对于数据流STi的传输时间间隔(或诸数据单元的重复周期)和在将数据流STi的一个数据单元进行分段后诸CPS分组的数目之间的比。Ti可能随时间发生变化；换句话说，为了允许每次需要时有将CPS间隔速率调整到一个新速率的能力，可以动态地确定时间间隔。当对于一个给定的AAL2连接发生一个间隔修改时，它对于这个AAL2连接的新到达的诸CPS分组是有效的，而对于这个AAL2连接的已经存储的诸CPS分组是无效的。
此外，考虑到每个数据单元数据流STi的到达时间“t”，取而代之，可以用下列的算法来确定诸安排时间LVSTi·如果LVSTi+Ti≤t，则LVSTi=t·如果LVSTi+Ti＞t，则LVSTi=LVSTi+Ti
换句话说，如果需要的话，可以将LVSTi=t考虑为用作根据在其它情况下使用的关系式LVSTi=LVSTi+Ti计算一个新LVSTi的一个新参照值。
根据这样确定的诸安排次数进行的诸输入的短分组数据流的安排是通过按顺序地读出调度程序SCH的诸不同的行和为每一行选择(诸)短分组来实施的，它(们)的(诸)地址就存储在这一行中。如果在一个给定的与调度程序的同一行对应的时间上安排若干个短分组，则它们的诸地址形成一个有作为安排时间的那个时间的诸CPS分组的诸地址的链接表。所得到的为了封装成诸ATM信元进行竞争的诸CPS分组的诸地址的序列形成由GLL表示的全球链接表。
可将任何封装过程，如6说明的，用于将所述的由ST表示的单个输出的短分组数据流封装成同一个ATM连接。例如，根据一个现在的封装过程，当一个ATM信元对于“立即的”传输是满的或当一个定时器终止(当一个ATM信元每次离开时使定时器复位)时，能发送一个ATM信元。然而，这样一个通用的方法也有引起诸延迟变化的缺点。
现在公布一个新的封装过程，它特别能避免这些延迟变化。
我们将用下面的诸关系式描述这种新的封装过程·TATM发射间隔(或ATM信元速率)·ASTATM安排时间(或ATM信元安排的传输时间)·SLI长度指示符的和(或全球链接表GLL的所有的CPS分组的长度和)令AST为一个当前的ATM信元安排的传输时间。
在每一个安排的信元传输时间AST·如果SLI≥47个八比特组(即如果SLI≥一个ATM信元有效负载的八比特组的数目)，则在全球链接表GLL中读出首先接收的47个八比特组的公共缓冲器中的诸地址，从这些首先读出的47个八比特组“倒空”公共缓冲器CB，将SLI设置在SLI-47，将这些八比特组映射在一个ATM信元中(在这种情形中没有填充)。
·如果SLI＜47个八比特组(有SLI=x)，则在全球链接表GLL中读出在高优先级的“x”个首先接收的八比特组在公共缓冲器中的诸地址，从这些“x”个八比特组“倒空”公共缓冲器CB，并将SLI设置在SLI=0。然后，将这些“x”个八比特组映射在一个ATM信元中，在这种情形中用填充充满该信元。
现在一个ATM信元例如由ATMn表示的一个ATM信元由一个由H表示的标题字段，一个所谓的STF字段和诸CPS分组，在这个例子中如CPS1，CPS2组成。
此外，在每个安排的ATM信元传输时间AST，如果在这个过程后，全球链接表GLL是空的，即如果没有CPS分组可用于在诸ATM信元中的传输，则没有新的AST被安排，即没有新的ATM信元被发送。在另一种情形，如果全球链接表GLL不是空的，则一个新的AST被安排。根据这个新的封装过程，以一种使ATM信元间隔尽可能地保持恒定的方式确定这个新的AST。它的优点是可以用下列关系式计算ASTAST=AST+T其中T是对于对应的ATM连接商议好的信元速率。
保证按照商议好的信元速率，就能构成一个简单的和有效的避免诸延迟变化的方法，而同时简化了对网络中的通信业务的管理。
与对于ATM连接的通信业务管理的类型有关，并根据诸不同的实施例，信元速率可以是-在DBR(确定性的比特速率)或CBR(恒定的比特速率)类型的业务范畴的情形中的一个PCK(峰值信元速率)，-在ABT(ATM块传送)类型的业务范畴的情形中的一个BCR(块信元速率)，-在ABR(可用的比特速率)类型的业务范畴的情形中的一个ACR(允许的信元速率)。
此外，可以在一个新的CPS分组在一个全球链接表GLL是空的时间“t”到达的情形中，即下一次可用在诸ATM信元中用于传输的一个CPS分组的情形中，实施下面的一个新的AST的计算，进一步对一个不可用的时期进行计算·如果AST+T≤t，则AST=t·如果AST+T＞t，则AST=AST+T换句话说，可以将AST=t考虑为用作根据在其它情况中使用的关系式AST=AST+T计算一个新的AST的一个新参照值。
可以根据这样一个方法用计算装置(未画出)来进行诸AST时间的安排。
图2是一个用于说明本发明的应用的一个例子的图，它与诸输入的数据流的一个给定的例子对应。
图2考虑了三个输入的数据单元数据流，并画出了分别对于三个不同的输入的数据单元数据流接收的三个数据单元“a”，“b”，“c”。此外，在这个例子中，假定数据单元“a”和“c”为诸长数据单元(特别与数据通信业务对应)和假定数据单元“b”为短数据单元(特别与话音通信业务对应)。所以数据单元“a”和“c”被变换成多个短分组，在这个例子中是三个短分组，分别为a1，a2，a3和c1，c2，c3。传输时间间隔(或数据单元重复周期)对于如“a”的诸数据单元由Ta表示，对于如“c”的诸数据单元由Tc表示。此外，在这个例子中，Ta=Tc=2tc。
在这个例子中-在接收数据单元“a”的时间t，诸短分组a1，a2，a3的诸地址@a1，@a2，@a3存储在调度程序SCH的那些分别与t+2tc，t+4tc，t+6tc对应的行中，-在接收数据单元“b”的时间t+tc，短分组“b”的诸地址@b存储在调度程序SCH的那个与t+2tc对应的行中，-在接收数据单元“c”的时间t+2tc，短分组c1，c2，c3的诸地址@c1，@c2，@c3存储在调度程序SCH的那些分别与t+2tc，t+4tc，t+6tc对应的行中。
所以，在这个例子中在时间t+2tc将诸短分组a1，b1，c1的诸地址加到全球链接表，在时间t+4tc将诸短分组a2，c2的诸地址加到全球链接表，在时间t+6tc将诸短分组a3，c3的诸地址加到全球链接表，所以，在这个例子中-在时间t+2tc将诸短分组a1，b，c1安排成诸输出的短分组数据流，-在时间t+4tc将诸短分组a2，c2安排成诸输出的短分组数据流，-在时间t+6tc将诸短分组a3，c3安排成诸输出的短分组数据流。
特别地可以将一个根据本发明的用于产生为了低比特速率应用的ATM信元的方法或装置用于移动通信系统中，特别是-在一个基站，或在UMTS中的节点B中，用于将来自多个源的低比特速率的通信业务多路复用成同一个ATM连接，以便传输到一个基站控制器，-在一个基站控制器，或在UMTS中的无线电网络控制器(RNC)中，用于将来自多个源的低比特速率的通信业务多路复用成同一个ATM连接，以便传输到一个基站。
权利要求
1．一个用于产生为了低比特速率应用的ATM信元的方法，所述的方法包括-一个分段和分组的步骤，用于将多个输入的数据单元数据流变换成多个输入的短分组数据流，所述的步骤包括在将诸数据单元分组成诸短分组前先将诸长数据单元进行分段，-一个复用和安排步骤，用于将所述的多个输入的短分组数据流复用成一个被封装在同一个ATM连接中的单个输出的短分组数据流，和以一种能将与诸不同的输入的数据单元数据流的诸长数据单元对应的诸短分组交织在所述的单个输出的短分组数据流中的方式，将诸不同的输入的短分组数据流安排成所述的单个输出的短分组数据流。
2．一个根据权利要求1的方法，其中进一步以一种能将与诸不同长度和／或速率的诸长数据单元对应的诸短分组作为它们的各自的长度和／或速率的函数交织在所述的输出的短分组数据流中的方式，执行所述的复用和安排的步骤。
3．一个根据权利要求1到2的方法，其中使得一个给定的短分组输入数据流的诸短分组在所述的单个输出的短分组数据流中以Ti的间隔分开地确定这个给定的短分组输入数据流的安排，其中Ti是在传输时间间隔，或在对应的输入的数据单元数据流中的数据单元重复周期，和在这个输入的数据单元数据流的一个数据单元的分段后的诸短分组的数目之间的比。
4．一个根据权利要求1到3中任何一个的方法，其中进一步以一种能将与诸短数据单元对应的诸短分组作为它们的各自的长度和／或速率的函数插入所述的输出的短分组数据流中的方式，执行所述的复用和安排的步骤。
5．一个根据权利要求1到4中任何一个的方法，其中进一步包括一个以一种使ATM信元间隔尽可能保持常数的方式，安排诸ATM信元传输时间的步骤，和一个将所述的单个输出的短分组数据流封装在同一个有被这样安排的诸ATM信元传输时间的ATM连接中的步骤。
6．一个根据权利要求5的方法，其中使所述的ATM信元间隔保持得尽可能地接近一个对于对应的ATM连接进行商议后得到的信元速率。
7．一个根据权利要求6的方法，其中所述的信元速率在DBR(确定性的比特速率)或CBR(恒定的比特速率)类型的业务范畴的情形中是一个峰值信元速率(PCR)。
8．一个根据权利要求6的方法，其中所述的信元速率在ABT(ATM块传送)类型的业务范畴的情形中是一个块信元速率BCR。
9．一个根据权利要求6的方法，其中所述的信元速率在ABR类型即可用的比特速率的业务范畴的情形中是一个允许的信元速率ACR。
10．一个根据权利要求5到9中任何一个的方法，其中所述的信元速率是可以被再次商议的。
11．一个根据权利要求5到10中任何一个的方法，其中当没有来自所述的单个输出的短分组数据流的可用的数据时没有ATM信元被发送，所述的方法包括一个进一步的关于来自所述的单个输出的短分组数据流的下一个数据的可利用性参照所述的安排步骤的步骤。
12．一个产生为了低比特速率应用的ATM信元的装置，所述的装置包括-分段和分组的装置(1)，用于将多个输入的数据单元数据流变换成多个输入的短分组数据流，所述的装置包括用于在将诸数据单元分组成诸短分组前先将诸长数据单元分段的装置，-复用和安排的装置(3，SCH，GLL)，用于将所述的多个输入的短分组数据流复用成被封装在同一个ATM连接中的单个输出的短分组数据流，和以一种能将与诸不同的输入的数据单元数据流的诸长数据单元对应的诸短分组交织在所述的单个输出的短分组数据流中的方式，将诸不同的输入的短分组数据流安排成所述的单个输出的短分组数据流。
13．一个用于一个移动无线电通信网络的基站，它包括一个根据权利要求12的装置，为了传输到一个基站控制器，该装置将来自多个源的低比特速率的通信业务复用成同一个ATM连接。
14．一个用于一个移动无线电通信网络的基站控制器，它包括一个根据权利要求12的装置，为了传输到一个基站，该装置将来自多个源的低比特速率的通信业务复用成同一个ATM连接。
全文摘要
一个产生为了低比特速率应用的ATM信元的方法,所述的方法包括:一个分段和分组的步骤(1),用于将多个输入的数据单元数据流变换成多个输入的短分组数据流,所述的步骤包括在将诸数据单元分组成诸短分组前先将诸长数据单元分段,一个复用和安排的步骤(3,SCH,GLL),用于将所述的多个输入的短分组数据流多路复用成被封装在同一个ATM连接中的单个输出的短分组数据流。
文档编号H04L12/56GK1291055SQ0011992
公开日2001年4月11日 申请日期2000年6月30日 优先权日1999年6月30日
发明者克莱尔·博塞特－巴萨斯 申请人:阿尔卡塔尔公司