Мини-ячейки с переменным размером полезной нагрузки

 

Способ указания длины мини-ячейки в сети телефонной связи с подвижными объектами включает нелинейное кодирование короткого поля фиксированной длины в заголовке мини-ячейки. Для расширения поля длины с целью увеличения числа значений длин, доступных для кодирования размеров мини-ячейки, используется бит расширения или код расширения. Длина мини-ячейки указывается в самой мини-ячейке или указывается косвенно с использованием таблицы соответствия идентификаторов цепей длинам ячеек. Размеры мини-ячеек изменяются во время соединения. Описывается устройство считывания заголовка ячейки для выделения абонентской информации из отдельных мини-ячеек и сеть телефонной связи с подвижными объектами, использующая устройство считывания заголовка ячейки. Техническим результатом является экономия полосы частот, используемой линией связи в системе с подвижными объектами. 6 с. и 17 з. п. ф-лы, 23 ил.

Область техники Данное изобретение относится к сетям связи и касается, в частности, транспортной сети системы телефонной связи с подвижными объектами. Ячейки АТМ (асинхронного режима передачи) используются для передачи данных. Полезная нагрузка ячейки АТМ содержит мини-ячейки.

Уровень техники EP-A1 528085 описывает использование для передачи информации коротких нестандартных ячеек, названных мини-ячейками. Мини-ячейки используются для того, чтобы уменьшить время, которое требуется для заполнения пустой ячейки информацией, так называемое время пакетирования. Уменьшенное время пакетирования будет устранять потребность в эхо-компенсаторах для соединения, которое проходит через промежуточный коммутатор АТМ между двумя коммутаторами с синхронным режимом передачи. Стандартные ячейки АТМ, содержащие 53 октета, используются для соединений, которые проходят между коммутатором с синхронным режимом передачи и коммутатором АТМ через промежуточный коммутатор АТМ.

В международной заявке PCT/SE 95/00575 описывается коммутатор АТМ для эмуляции телефонного трафика с явными соединениями и использованием коротких ячеек для уменьшения задержки при прохождении через коммутатор АТМ. Малые ячейки используются также для экономии ширины полосы на физическом маршруте в коммутаторе. Внутренний интерфейс коммутатора определяет малые ячейки. Внутри коммутатора АТМ одновременно используются мини-ячейки различных размеров. Размер мини-ячейки выбирается из ряда заранее заданных размеров. В полезной нагрузке ячейки и, в частности, в полезной нагрузке ячейки АТМ, одна или несколько мини-ячеек транспортируются внутри коммутатора АТМ. Центральный контроллер выбирает размер ячейки, который нужно использовать для отдельного соединения. Размер ячейки изменяется в блоке установления соответствия, находящемся в коммутаторе АТМ. Чтобы указать размер ячейки, в заголовке короткой ячейки используется поле с фиксированной длиной 4 бита. Заголовок ячейки содержит также бит индикатора формата ячейки. Если индикатор формата ячейки равен 0, полезная нагрузка ячейки содержит 3 октета (временных интервалов), а если индикатор формата ячейки равняется 1, то это указывает, что заголовок расширен на октет. Расширенный заголовок содержит поле с фиксированной длиной 4 бита, которое используется, чтобы указать размер полезной нагрузки ячейки. В этой заявке также показано, что размер ячейки может быть косвенно задан идентификатором физического маршрута ячейки PRI и виртуальным путем VP, который назначается ей в коммутаторе. Никакого способа изменения размера ячейки текущего соединения в заявке не описано.

DE 4326377 касается ретрансляции кадров и описывает способ, посредством которого можно отличать кадры абонентских данных от кадров эксплуатации и технического обслуживания, используя определенный бит в определенном октете адресного поля кадра. Если определенный бит равен 0, то кадр является обычным кадром абонентских данных, а если он установлен на 1, то кадр является ячейкой эксплуатации и технического обслуживания. Это возможно потому, что согласно Рекомендации Q. 922 Международного консультативного комитета по телеграфии и телефонии этот определенный бит не используется ни для каких задач транспортировки информации.

Японский патент 58-181392 касается системы дистанционного управления с импульсной модуляцией. Время передачи команды управления уменьшается за счет использования кода расширения в заранее заданных битах. Заранее заданные биты согласно стандартизированному формату передачи не используются для каких-либо целей транспортировки информации.

Согласно документу Американского национального института стандартов ANSI T1S1.5/95-001 Revision 1, "An AAL for transporting Short Multiplexed Packets (SMAAL)", Deс 95, уровень адаптации АТМ (AAL) оформляет в виде пакетов и транспортирует короткие абонентские пакеты в потоке ячеек АТМ. Чтобы указать длину мини-ячейки, используется поле фиксированной длины. Основным недостатком, присущим использованию поля фиксированной длины для указания размера мини-ячейки, является низкая эффективность передачи, в особенности, когда размер ячейки абонентских данных очень мал. Например, при размере полезной нагрузки 17 октетов размер фиксированного поля длины был бы равен 7 битам, что соответствовало бы приблизительно 6% полосы частот.

Другие недостатки, связанные с использованием поля фиксированной длины в заголовке мини-ячейки, касаются задержки передачи сигналов. Задержка передачи сигналов связана с неэффективным использованием ширины полосы, когда мини-ячейки подвергаются статистическому мультиплексированию.

Сущность изобретения Основной целью изобретения является экономия полосы частот, используемой линией связи в системе связи с подвижными объектами.

Другой целью изобретения является укорочение поля фиксированной длины и использование этого укорочения для экономии ширины полосы или для расширения поля идентификатора цепи в заголовке мини-ячейки, называемого здесь полем CID.

Основная цель данного изобретения сводится к уменьшению числа и даже устранению битов, используемых в заголовке мини-ячейки для указания размера ячейки.

Другой целью данного изобретения является указание длины мини-ячейки с использованием короткого поля фиксированной длины и нелинейного кодирования для обеспечения широкого диапазона многих различных размеров ячейки.

Еще одной целью изобретения является введение бита расширения, с помощью которого удлиняется поле фиксированной длины. Бит расширения предусматривается в коротком поле фиксированной длины в заголовке мини-ячейки.

Еще одной целью изобретения является указание длины мини-ячейки с использованием кода расширения, предусмотренного в коротком поле фиксированной длины в заголовке мини-ячейки.

Еще одной целью изобретения является указание длины мини-ячейки с использованием короткого поля фиксированной длины в комбинации с полем спецификатора расширения длины.

Другой целью изобретения является использование поля спецификатора расширения длины в качестве индикатора расширенного формата заголовка мини-ячейки.

Еще одной целью изобретения является указание длины мини-ячейки косвенно путем связывания идентификатора цепи отдельного соединения с размером ячейки, который выбирается из группы заранее заданных размеров ячейки.

Еще одной целью изобретения является указание размера ячейки для мини-ячейки косвенно путем связывания идентификатора цепи с размером ячейки на общесистемной базе. Каждый размер ячейки связывается с соответствующим идентификатором цепи, который, в свою очередь, является глобальным для транспортной сети.

В системе телефонной связи с подвижными объектами, которая использует ячейки АТМ в своей транспортной сети, уменьшенная ширина полосы или улучшенное использование доступной ширины полосы предоставляет возможность добавить дополнительное число каналов в систему.

Увеличение числа соединений, которые требуют большего поля идентификатора канала, увеличивает выигрыш в ширине полосы, если используется статистическое мультиплексирование.

Краткое описание чертежей Изобретение будет более понятно из следующего описания, приведенного со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых: На фиг. 1 показан формат ячейки АТМ, транспортирующей в себе мини-ячейки.

На фиг. 2 показан заголовок мини-ячейки, транспортируемой в ячейке АТМ, показанной на фиг. 1.

На фиг. 3 показан октет заголовка ячейки фиг. 2, который включает поле фиксированного размера для указания длины мини-ячейки.

На фиг. 4 показан октет в заголовке мини-ячейки, который включает линейно кодированное поле фиксированного размера.

На фиг. 5 показана таблица соответствия.

На фиг. 6 показано поле фиксированного размера и расширенное поле фиксированного размера, созданное с использованием бита расширения согласно изобретению.

На фиг. 7 показана таблица соответствия.

На фиг. 8 показано поле фиксированного размера и расширенное поле фиксированного размера, созданное с использованием кода расширения согласно изобретению.

На фиг. 9 показан базовый формат мини-ячейки, заголовок которой снабжается коротким полем фиксированной длины и полем спецификатора увеличения длины LEQ, содержащим различные коды расширения.

На фиг. 10 показана таблица.

На фиг. 11 показан расширенный формат мини-ячейки.

На фиг. 12 показана мини-ячейка фиг. 9 в ее расширенном формате, когда заранее заданные коды расширения присутствуют в поле спецификатора расширения длины.

На фиг. 13 показана таблица.

На фиг. 14 показана ячейка эксплуатации и технического обслуживания.

На фиг. 15 показана блок-схема блока для анализа заголовка мини-ячейки, используемого для извлечения части мини-ячейки с абонентскими данными из канала абонентских данных, поле фиксированного размера в мини-ячейке имеет нелинейное кодирование.

На фиг. 16 показан заголовок мини-ячейки и абонентские данные после выделения из канала абонентских данных.

На фиг. 17 показана блок-схема блока для анализа заголовка мини-ячейки, используемого для извлечения части мини-ячейки с абонентскими данными из канала абонентских данных с использованием кода расширения.

На фиг. 18 показана блок-схема модифицированного блока для анализа заголовка мини-ячейки, используемого для извлечения части мини-ячейки с абонентскими данными из канала абонентских данных с применением кода расширения или бита расширения.

Фиг. 19 представляет собой блок-схему, показывающую блок для анализа заголовка мини-ячейки, используемый для извлечения части мини-ячейки с абонентскими данными из канала абонентских данных с применением бита расширения.

На фиг. 20 показан заголовок мини-ячейки, в котором идентификатор цепи CID используется для косвенного указания размера мини-ячейки.

На фиг. 21 показана таблица соответствия, используемая для указания размера ячейки косвенным способом.

На фиг. 22 показаны различные таблицы, которые вместе охватывают адресное пространство, используемое в линиях связи транспортной сети системы телефонной связи с подвижными объектами.

На фиг. 23 показана блок-схема системы телефонной связи с подвижными объектами, снабженной блоками для анализа заголовка ячейки.

Подробное описание вариантов осуществления изобретения На фиг. 1 показана ячейка 1 АТМ, которая состоит из заголовка 2 и полезной нагрузки 3. Обычно полезная нагрузка включает данные абонента, относящиеся к индивидуальному соединению. В вышеупомянутой заявке PCT/SE 95/00575 описана ячейка АТМ, которая в своей полезной нагрузке транспортирует одну или несколько мини-ячеек. В примере, приведенном на фиг. 1, показаны три мини-ячейки 4, 5 и 6 различных размеров. Заголовок 2 АТМ включает 5 октетов (1 октет = 8 битов = 1 байт), а полезная нагрузка 3 включает 48 октетов. Каждая мини-ячейка 4, 5, 6 содержит заголовок 7 и данные абонента.

На фиг. 2 показан пример заголовка мини-ячейки 7, содержащего два октета 8, 9. Другие размеры заголовка мини-ячейки также возможны в зависимости от построения системы АТМ. Возможен также размер заголовка мини-ячейки, равный 3 октетам или более. Заголовок мини-ячейки 7 включает идентификатор цепи (CID), который идентифицирует установленное соединение/цепь; селектор типа полезной нагрузки (PTS), который идентифицирует разные типы полезной нагрузки, такие как данные абонента, данные управления, данные технического обслуживания; индикатор длины (LEN) и поле/бит контроля целостности заголовка (HIC). Индикатор длины LEN определяет размер полезной нагрузки отдельной мини-ячейки.

Существует необходимость различения разных типов мини-ячеек. В поле PTS селектора типа полезной нагрузки должно быть указано следующее.

Абонентская информация фиксированной длины. Индикатор длины LEN в заголовке не требуется, вместо этого длина абонентской информации конфигурируется в системе и в службе. Для "полной скорости передачи системы GSM" длина абонентской информации составляет 35 октетов, для полной скорости передачи системы PDC - 20 октетов и для "полной скорости передачи системы D-AMPS" - 23 октета.

Абонентская информация различных размеров, то есть абонентская информация с переменной длиной. Этот случай соответствует предпочтительной форме осуществления изобретения и будет описан ниже. Использование поля селектора типа полезной нагрузки для указания абонентской информации с переменной длиной является решением, которое должно быть проверено в будущем.

Абонентская информация различных размеров увеличенной длины. Информация эксплуатации и технического обслуживания для цепи/соединения.

Информация синхронизации. Использование поля селектора типа полезной нагрузки для этой цели является возможным, но необязательным.

На фиг. 3 заголовок 7 ячейки показан содержащим поле 10 длины фиксированного размера (поле LEN), используемое для указания размера абонентских данных мини-ячейки, которой принадлежит заголовок. Размер мини-ячейки обозначается в этом поле 10 с использованием линейного кодирования. Линейное кодирование предполагает, что код соответствует фактическому размеру мини-ячейки. Например, если длина ячейки 5 октетов, в поле длины записывается 5 в двоичной форме (000101). Для коротких размеров мини-ячейки фиксированное поле 10 длины займет большую ширину полосы, но вся занятая ширина полосы не используется для передачи полезной нагрузки, что иллюстрируется первыми нулями в двух приведенных примерах. Следует отметить, что поле 10 длины несет каждая мини-ячейка индивидуального соединения. Другим недостатком этого поля 10 длины фиксированного размера является то, что диапазон размеров ячейки, которые могут быть выражены линейным кодированием, ограничен. Полем 10 длины с фиксированным размером, содержащим 6 битов, могут быть обозначены размеры ячейки от 1 до 64 октетов. Если для отдельного соединения должны использоваться большие размеры ячейки, то тогда длина поля 10 длины фиксированного размера должна быть увеличена, что в свою очередь ведет к еще большему расходу полосы частот.

На фиг. 4 показано поле 11 длины фиксированного размера в соответствии с изобретением. Нелинейное кодирование используется, чтобы указать широкий диапазон различных размеров ячейки. В данном примере 3 бита используется в октете заголовка мини-ячейки, например в октете 9. Остальная часть битов этого же самого октета свободна и может использоваться для любой из вышеперечисленных целей. Это способствует уменьшению общего размера заголовка, что в свою очередь увеличивает эффективность использования ширины полосы.

В системах телефонной связи с подвижными объектами мини-ячейки генерируются кодерами речи. В настоящее время кодеры речи американского стандарта IS-95 используют 2, 5, 10 или 22 октета. При использовании поля 10 длины фиксированного размера в соответствии с упомянутым документом Американского национального института стандартов в заголовке мини-ячейки потребовалось бы 7 битов, чтобы указать размер ячейки, равный 22 октетам. При нелинейном кодировании в соответствии с фиг. 4 поле 11 длины фиксированного размера содержит 3 бита. Это дает экономию ширины полосы 10 % для вокодера стандарта IS-95, который работает со скоростью 2 кбит/с (5 октетов за 20 мс).

На фиг. 5 показана таблица 12 соответствия, которая согласно изобретению должна использоваться вместе с полем 11 длины фиксированного размера. Как видно из таблицы, значения кода не соответствуют размерам мини-ячеек, а вместо этого заранее заданные размеры назначаются соответствующим значениям кода с использованием только трех битов кода. Примеры размеров мини-ячеек даны в столбце размера в списке соответствия. Размеры изменяются от 4 до 60 октетов. Конечно, диапазон может быть увеличен, но максимальное число размеров задается числом используемых битов кода.

Чтобы увеличить число размеров, которые могут использоваться вместе с нелинейным кодированием, можно по требованию расширять фиксированное поле 11 длины (LEN). Ниже будут описаны два способа. Используется или бит расширения в поле 11 длины фиксированного размера как спецификатор для расширения поля 11 длины, и этот способ называется способом с битом расширения, или же один из кодов поля длины используется как спецификатор для расширения поля 11 длины, этот способ называется способом с кодом расширения.

На фиг. 6 бит 13, помеченный также как E и следующий за полем 11 длины, зарезервирован как бит 13 расширения. Когда бит 13 расширения установлен на 1, это указывает, что заголовок мини-ячейки включает добавочное поле 14 длины того же самого размера, что и поле LEN длины фиксированного размера. Когда бит расширения равен нулю, заголовок ячейки содержит только поле 11 длины.

Добавочное поле 14 длины в приводимом примере содержит 3 бита.

Когда бит 13 расширения установлен, число битов, доступных для таблицы 12 соответствия, будет увеличено с 3 до 6 битов, см. таблицу 15 соответствия, показанную на фиг. 7. Так как бит 13 расширения зарезервирован для указанной цели, он не может использоваться для отображения размера кода.

Модификацией способа с битом расширения является присоединение бита 11B расширения к добавочному полю 14 длины. Присоединенное поле расширения используется для того, чтобы указать, имеется следующее добавочное поле длины в заголовке мини-ячейки или нет. Если дополнительный бит 11B расширения установлен на 1, то это указывает, что второе добавочное поле 14A длины должно быть добавлено к заголовку, увеличивая таким образом число битов кода в таблице 15 с 6 до 9. Если присоединенное поле расширения включает бит, который установлен на 0, то второе поле не используется.

На фиг. 8 поясняется способ с кодом расширения. В соответствии с этим способом код в поле 11 фиксированной длины на фиг. 4 резервируется и используется как код расширения. Предположим, например, что двоичный код 111 в таблице 12 используется как код расширения. Когда этот код 111 присутствует в поле 11 фиксированной длины, это означает, что добавочное поле 14 длины должно быть включено в заголовок мини-ячейки. Таким образом, еще 3 бита доступны для отображения размера, как было показано на фиг. 8. Этот способ уменьшит число размеров в таблице 12 соответствия на один и добавит другие семь размеров ячейки, которые могут быть отображены дополнительными восемью значениями кода добавочного поля 14 длины.

С точки зрения эффективности использования ширины полосы способ с кодом расширения лучше, чем способ с битом расширения, так как требует 3 битов, в то время как способ с битом расширения требует 4 битов. Если посмотреть на диапазон значений, то способ с битом расширения лучше, чем способ с кодом расширения, так как обеспечивает 16 различных размеров ячейки по сравнению с 14, предоставляемыми способом с кодом расширения.

На фиг. 9 способ с битом расширения объединен со способом с кодом, что обеспечивает высокую эффективность использования битов в заголовке ячейки и в то же самое время охватывает широкий диапазон размеров ячеек и эффективно использует ширину полосы.

Базовый формат мини-ячейки, использующей этот комбинированный способ кодирования, показан на фиг. 9. Мини-ячейка содержит заголовок 21 из двух октетов и часть 22 с полезной нагрузкой, которая может включать от 1 до 48 октетов. Четыре младших бита длины мини-ячейки указываются в заголовке в небольшом поле 23 длины фиксированного размера (поле LEN). Поле 23 длины содержит 4 бита. Заголовок содержит также поле 24 идентификатора цепи (поле CID), занимающее 8 битов и идентифицирующее цепь, которой принадлежит мини-ячейка. В заголовке имеется также поле 25 спецификатора увеличения длины (поле LEQ) и поле 26 целостности заголовка (поле HIC), оба длиной по 2 бита.

В соответствии с изобретением спецификатор 25 увеличения длины (LEQ) определяют как увеличение длины для полезной нагрузки и как расширение заголовка. Когда спецификатор увеличения длины содержит значения двоичных кодов 00, 01 и 10, мини-ячейка имеет базовый формат, показанный на фиг. 9, и биты кода спецификатора увеличения длины составляют биты, которые будут присоединены к полю 23 длины. Таким образом, в этом случае поле спецификатора увеличения длины будет служить в качестве расширения поля 23 длины.

В частности, 2⁴ различных значения в поле 23 длины связаны с двоичным кодом 00, присутствующим в поле 25 спецификатора увеличения длины, 2⁴ различных значения в поле 23 длины связаны с двоичным кодом 01, присутствующим в поле 25 спецификатора увеличения длины, и 2⁴ различных значения в поле 23 длины связаны с двоичным кодом 10, присутствующим в поле 25 спецификатора увеличения длины. Это показано на фиг. 10. Это дает в итоге 48 различных значений длины в соответствии со следующим общим выражением: [2^{длина LEQ в би тах}-m] •[2^{длина LEN в битах}] , где m - число кодов, используемых для указания расширенного формата мини-ячейки.

Соответственно размер полезной нагрузки может быть выбран из сорока восьми значений длины. В данном примере значения длины закодированы от 1 до 48.

Когда поле 25 спецификатора увеличения длины содержит двоичный код 11, это означает, что базовый формат ячейки должен быть расширен. Расширенный формат показан на фиг. 11. Поле 25 спецификатора увеличения длины имеет двойное предназначение. Двойное предназначение спецификатора увеличения длины заключается в том, что (i) он используется как два старших бита указания длины, то есть, LEQ•2⁴+LEN, как показано на фиг. 9, и (ii) он используется как индикатор расширенного формата заголовка, как показано на фиг. 11 и 12, то есть поле 23 длины интерпретируется как поле 27 спецификатора расширения (EXQ). Поле 27 спецификатора расширения содержит 4 бита.

Из четырех битов поля 27 спецификатора расширения двоичные значения 0000 и 0001 зарезервированы для использования вместе с добавочным полем 29 длины (полем LENE), как показано на фиг. 12 и 13. В частности, самый младший бит в поле 27 спецификатора расширения должен быть добавлен к семи битам в добавочном поле 29 LENE, как показано с помощью изображенного штриховой линией прямоугольника 31 на фиг. 13. Это аналогично тому, что показано на фиг. 10. Для двоичного значения спецификатора расширения, равного 0, это даст 128 различных значений длины, а для двоичного значения спецификатора расширения, равного 1 - другие 128 различных значений длины.

Число различных значений длины, которые могут использоваться этим способом, дается следующим общим выражением: [2^{число ис пользу емых битов EXQ}] • [2^{число битов в LEN 29}] .

В предпочтительной форме осуществления изобретения значение спецификатора расширения "0" используется, чтобы указывать длину мини-ячейки, изменяющуюся от 1 до 128 октетов, а значение спецификатора расширения "1" используется, чтобы указывать длину мини-ячейки, изменяющуюся от 129 до 256 октетов.

Следует отметить, что длина мини-ячейки, показанной на фиг. 9 и 12, обозначена с использованием линейного кодирования.

Значение "2" (в двоичной форме 0010) спецификатора расширения используется для выражения того, что мини-ячейка является ячейкой эксплуатации и технического обслуживания (ячейкой ОАМ), которая содержит заголовок 32 и поле 33 информации эксплуатации и технического обслуживания, как показано на фиг. 14. Заголовок 32 аналогичен заголовку 21 на фиг. 12. В поле 25 спецификатора увеличения длины присутствует двоичный код 11 и в поле 27 спецификатора расширения присутствует двоичный код 0010.

Код "3" (в двоичной форме 0011) спецификатора расширения используется, чтобы указывать мини-ячейку фиксированной длины, например, для стандарта системы мобильной связи DAMPS. Другие значения спецификатора расширения могут использоваться для других стандартов систем или служб.

Значения "1xxx" кода спецификатора расширения используются как ячейки синхронизации; при этом "xxx" представляет собой информацию синхронизации.

В предпочтительной форме осуществления изобретения основным требованием является то, чтобы заголовок мини-ячейки имел максимальную длину 2 октета. При наложении этого ограничения имеющиеся биты используются эффективным образом для охвата всех диапазонов значений.

На фиг. 9, 11, 12, 14 предпочтительные размеры обозначены под соответствующими полями. Обозначенные размеры являются только примерами и может использоваться много других размеров различных полей. Другие коды спецификатора увеличения длины и спецификатора расширения, отличные от обозначенных, могут использоваться как биты, которые добавляются к полю 23 длины (LEN) и добавочному полю 29 длины (LENE).

На фиг. 15 показана блок-схема устройства, считывающего заголовок ячейки. Оно включает сдвиговый регистр 19, первый счетчик 20, регистр-защелку 30, постоянное запоминающее устройство 40, второй счетчик 50 и мультиплексор 60. Битовый поток, включающий абонентские данные мини-ячеек, вводится в сдвиговый регистр 19 путем подачи на один из его входов. Тактовый сигнал управляет частотой, с которой информационные разряды сдвигаются в сдвиговом регистре 19. Тактовые сигналы подсчитываются первым счетчиком 20, который используется, чтобы выделить поле 11 длины фиксированного размера из мини-ячейки и записать его данные в регистр 30. Поле фиксированной длины или точнее его информация используется как адрес для постоянного запоминающего устройства 40, которое сконфигурировано с помощью таблицы соответствия, показанной на фиг. 5. Соответственно, отдельный код, ниже называемый кодом длины, будет соответствовать определенной длине абонентских данных. Из постоянного запоминающего устройства 40 размер абонентских данных (размер мини-ячейки минус размер заголовка) считывается и посылается на второй счетчик 50, который управляет мультиплексором 60 так, чтобы на его выходе 61 появлялись абонентские данные. Предположим, что первый счетчик 20 считывает двоичный код 011 из канала абонентских данных. Этот код используется как адрес для постоянного запоминающего устройства и по этому адресу хранится размер ячейки, равный 20. Соответственно, длина абонентских данных должна быть равна 20 октетам. Затем второй счетчик 50 отсчитывает следующие 20 октетов бит за битом, подсчитывая соответствующее число тактовых импульсов. Мультиплексор 60 показан имеющим переключатель 62, который может перемещаться между двумя обозначенными позициями. Первоначально счетчик 50 устанавливает переключатель 62 в нижнюю позицию, показанную штриховой линией, и никакие выходные данные на выходе 61 не появляются. Когда второй счетчик 50 получает размер ячейки от постоянного запоминающего устройства 40, он перемещает переключатель 62 в верхнюю позицию. В верхней позиции переключатель 62 подключается к линии 63, которая в свою очередь соединена с каналом ввода абонентских данных. Когда второй счетчик 50 отсчитывает 20 октетов, он перемещает переключатель 62 обратно в начальную позицию, тогда на выходе 61 будет получено правильное число октетов.

На фиг. 16 показано выделение поля 11 длины фиксированного размера из канала абонентских данных в момент t₀. В момент t₀ счетчик 20 начинает отсчитывать 20 октетов бит за битом и в момент t₁ счетчик 20 отсчитает 20 октетов. Соответственно, переключатель 62 на фиг. 15 будет находиться в верхней позиции между моментами t₀ и t₁.

В устройстве считывания заголовка ячейки, показанном на фиг. 15, заранее заданное число кодов длины и размеров ячейки хранится в постоянном запоминающем устройстве 40. В устройство считывания заголовка ячейки, показанном на фиг. 17, используется оперативное запоминающее устройство 70, в которое коды длины и размеры ячейки записываются из системы управления 80, которая может представлять собой, например, систему управления, предназначенную для управления установкой и освобождением соединений в системе телефонной связи с подвижными объектами. Таким образом, можно конфигурировать различные конкретные размеры мини-ячейки для индивидуальных систем телефонной связи с подвижными объектами.

Размеры мини-ячейки, которые хранятся в постоянном запоминающем устройстве 40, являются глобальными в том смысле, что индивидуальный код длины, например 101, относится ко всем соединениям, которые используют мини-ячейки с этим кодом длины.

Однако, используя систему управления 80 и оперативное запоминающее устройство 70, можно иметь определенный размер мини-ячейки для конкретного соединения или для конкретной физической линии связи, как будет описано в связи с фиг. 18-27.

На фиг. 18 показана блок-схема устройства считывания заголовка ячейки используемого для реализации способа с кодом расширения. На фиг. 18 блоки с теми же функциями, что и у соответствующих блоков на фиг. 15 и 17, имеют те же самые обозначения. Схема отличается от показанных на фиг. 15 и 17 тем, что имеет компаратор 90, который используется для обнаружения кода расширения. Если имеется совпадение, компаратор запускает вычитающее устройство 100, которое заставляет первый счетчик 20 отсчитать в обратном направлении 3 отсчета. Когда это выполнено, поле увеличения длины или точнее его данные снова записываются в регистр 30. Различные размеры, связанные с полем 14 увеличения длины, должны быть добавлены в оперативное запоминающее устройство 70. Это подразумевает, что число размеров ячейки в оперативном запоминающем устройстве будет удвоено. На практике это означает, что новый сегмент памяти будет использоваться в оперативном запоминающем устройстве 70. Блок 110 является защелкой с D-триггером, которая фиксирует выходное значение компаратора 90 и использует его для адресации нового сегмента памяти в оперативном запоминающем устройстве 70.

Компаратор 90 и вычитающее устройство 100 представляют собой блоки, которые обрабатывают добавочное поле 14 длины так, чтобы позиция в заголовке переместилась, если обнаружен код расширения. Три дополнительных бита будут добавлены к полю 11 длины и именно эти дополнительные биты будут использоваться, чтобы указать длину ячейки. Соответственно, поле 11 длины фиксированного размера заменяется добавочным полем 14 длины, которое вставлено в поток данных.

По сравнению с работой схемы на фиг. 15 или 17, где поле записывается в запоминающее устройство, на фиг. 18 еще одно поле записывается в запоминающее устройство 70.

Устройство считывания заголовка ячейки, показанное на фиг. 18, может также использоваться для того, чтобы реализовать способ с битом расширения. Это показано на фиг. 19. Из регистра 30, который содержит поле 11 длины фиксированного размера, извлекается бит 13 расширения и используется для увеличения диапазона адресов. Бит расширения будет заставлять первый счетчик 20 отсчитывать в обратном порядке три бита, указываемые вычитающим устройством 100. Это подразумевает, что три новых бита будут записаны в регистр 30 и эти три новых бита плюс три старых бита, то есть в целом шесть битов, используются для адресации оперативного запоминающего устройства 70 так, как показано шестью стрелками. С помощью этого способа число размеров ячейки увеличивается.

Постоянное запоминающее устройство 40 может иметь несколько различных таблиц соответствия такого вида, как показанная на фиг. 5. Возможна замена одной таблицы соответствия на другую в ответ на заранее заданный код длины в заголовке мини-ячейки. Таким способом можно переключаться с первого набора длин мини-ячеек, например 4, 8, 16, 20, на второй набор длин, например 3, 6, 9, 12. Вместо того чтобы использовать постоянное запоминающее устройство 40, сконфигурированное с помощью таблицы соответствия, показанной на фиг. 5, для той же самой цели можно использовать оперативное запоминающее устройство. Это даст возможность системе управления 80 записывать новый набор длин мини-ячеек в оперативное запоминающее устройство. Целая таблица также может быть передана в управляющем сообщении.

Вместо того чтобы обеспечивать каждую ячейку полем длины фиксированного размера для указания размера мини-ячейки, можно использовать неявный способ указания размера мини-ячейки, который не использует никакого поля длины в заголовке мини-ячейки. Согласно неявному способу указания размеров мини-ячейки информация, относящаяся к размерам, размещена в пределах сети системы. Вместо использования специального поля для указания размера ячейки используется существующее поле в заголовке мини-ячейки. В предпочтительной форме осуществления изобретения размеры мини-ячеек ставятся в соответствие идентификаторам устанавливаемых соединений. Соответственно, эти размеры являются не глобальными, а ориентированными на соединения.

Идентификация соединения обеспечивается полем идентификатора цепи (CID) соединения. На фиг. 20 заголовок 7 мини-ячейки показан содержащим поле 71 идентификатора цепи. Фактический размер поля 71 идентификатора цепи зависит от системы, но обычно два октета бывает достаточно. При использовании того же самого способа отображения, который был описан в связи с фиг. 6 и 7, получим в результате таблицу 72 соответствия.

Соответственно, поле 11 фиксированной длины отбрасывается. Это будет увеличивать эффективность использования полосы частот. Значение идентификатора цепи используется как адрес для оперативного запоминающего устройства 70 на фиг. 17 и обеспечивается системой управления 80. Так, вместо приема поля 11 длины в регистр 30, значение идентификатора цепи принимается в регистр 30 и используется как адрес для оперативного запоминающего устройства 70. Таким образом, будет иметь место зависимость между идентификатором установленного соединения и длинами мини-ячеек, используемых в соединении. Соответственно, никаких дополнительных областей запоминающего устройства не требуется для хранения эависимости между идентификатором канала и размером мини-ячейки, связанным с упомянутым идентификатором канала.

При установлении соединения система управления 80 получит сообщение, которое требует: (а) чтобы соединение было установлено между идентифицированными конечными точками и (b) что это соединение должно использовать мини-ячейки, имеющие размер X октетов. Предполагается, что X является целым числом, выбранным среди имеющихся в распоряжении размеров ячейки. Затем управляющая схема выбирает свободный идентификатор CID цепи среди логических адресов, предоставляемых сетью АТМ, для примера, идентификатор Cid= 7. Система управления 80 теперь будет использовать 7 как адрес для оперативного запоминающего устройства 70 и запишет по этому адресу размер мини-ячейки X. Устройство считывания заголовка ячейки, показанное на фиг. 17, будет работать так же, как описано выше. Следует отметить, что установление соответствия имеет место при установлении соединения.

Следует отметить, что один и тот же идентификатор CID может относиться к нескольким различным размерам мини-ячейки в связи с тем фактом, что ячейки, имеющие одинаковый идентификатор CID, могут транспортироваться в различных виртуальных соединениях VC: s. Это поясняется на фиг. 22, где показана типичная адресная структура, используемая в сети АТМ. Для каждой физической линии связи, называемой физическим путем, в сети АТМ имеется таблица 140 физической линии связи, имеющая ряд входов, например, обозначенных как входы 0-23. С каждой физической линией связи связана соответствующая таблица 150 идентификаторов виртуальных путей / идентификаторов виртуальных каналов (VPI/VCI). Например, в каждой физической линии связи имеется 256 виртуальных путей (VP) 0-255. В каждом соединении виртуального канала (VC), идентифицированном значением VCI/VPI, имеется, например, 256 соединений с мини-ячейками, каждое из них имеет свой индивидуальный идентификатор CID.

На фиг. 23 показана система телефонной связи с подвижными объектами, содержащая сеть 200 АТМ с передающим блоком 201 и приемным блоком 202, соединенными через соответствующие линии связи 205 и 206. Источники 203 абонентских данных подключены к передающему блоку через соответствующие соединения, как условно показано линиями 209. Получатели 204 абонентских данных подключены к приемному блоку 202 через соответствующие соединения 210. Соединения 209, формируемые с помощью мини-ячеек, мультиплексируются вместе в передающем блоке 201 (мультиплексор не показан). Аналогично в приемном блоке 202 имеется демультиплексор (не показан), который демультиплексирует мини-ячейки, принадлежащие соединениям, которые оканчиваются у получателей 204 абонентских данных. В передающем блоке 201 имеется устройство 207 считывания заголовка мини-ячейки, показанное на одной из фиг. 15, 17, 18 или 19, а в приемном блоке 202 имеется аналогичное устройство 208 считывания заголовка мини-ячейки, показанное на одной из фиг. 15, 17, 18 или 19.

Формула изобретения

1. Способ указания размера мини-ячейки в системе телефонной связи с подвижными объектами, причем упомянутая мини-ячейка содержит заголовок и полезную информацию, а заголовок содержит (a) поле фиксированной длины, связанное с первым множеством нелинейных кодов, используемых для указания размера мини-ячеек, и (b) бит расширения для расширения поля фиксированной длины за счет добавочного поля длины, отличающийся тем, что одно значение (О) бита расширения связывают со вторым множеством нелинейных кодов, которые используются для малых размеров мини-ячеек, а другое значение (1) бита расширения связывают с упомянутым первым множеством нелинейных кодов, которые используются для больших размеров мини-ячеек, так что обеспечивается малый размер заголовка при малых размерах мини-ячейки.

2. Способ п. 1, отличающийся тем, что указанный заголовок мини-ячейки считывают с помощью устройства считывания заголовка мини-ячейки, имеющего запоминающее устройство для хранения размеров ячеек, причем нелинейный код используют как адрес для запоминающего устройства, по которому хранится размер ячейки.

3. Способ указания размера мини-ячейки в системе телефонной связи с подвижными объектами, причем мини-ячейка содержит заголовок и полезную информацию, а заголовок содержит поле фиксированной длины, связанное с первым множеством нелинейных кодов, используемых для указания размера мини-ячеек, отличающийся тем, что один из упомянутых кодов (111) используют для расширения поля фиксированной длины за счет добавочного поля длины, чтобы обеспечить второе множество нелинейных кодов, используемых для указания размера мини-ячеек, причем первое множество кодов используют для малых размеров мини-ячеек.

4. Способ указания размера мини-ячейки в системе телефонной связи с подвижными объектами, причем упомянутая мини-ячейка содержит заголовок и полезную информацию, а заголовок содержит идентификатор (CID) цепи соединения, отличающийся тем, что размер мини-ячейки указывают косвенно идентификатором цепи (CID) того соединения, которое осуществляется посредством ячеек, размер которых должен быть указан.

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что устанавливают соответствие между упомянутым размером мини-ячейки и упомянутым идентификатором цепи соединения во время установки соединения.

6. Способ по п. 5, отличающийся тем, что используют ряд заранее заданных размеров ячейки, причем задается соответствие определенных идентификаторов цепи соединения определенному размеру мини-ячеек во время инициализации системы.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что размер мини-ячейки указывают косвенно групповым идентификатором, таким как идентификатор виртуального пути или идентификатор виртуального соединения, общим для ряда различных соединений, проходящих вдоль общего пути.

8. Способ по п. 4, отличающийся тем, что указанный заголовок мини-ячейки считывают с помощью устройства считывания заголовка мини-ячейки, имеющего запоминающее устройство для хранения размеров ячеек, причем идентификатор цепи соединения используют как адрес для запоминающего устройства, по которому хранится размер ячейки.

9. Способ указания размера мини-ячейки, которая содержит заголовок и полезную нагрузку, а заголовок содержит поле (23) длины (LEN), содержащее первое число битов, используемых для указания размера мини-ячейки, отличающийся тем, что упомянутый заголовок содержит поле (25) спецификатора увеличения длины (LEQ), имеющее заранее заданное второе число битов, используемых как код увеличения длины для расширения поля (23) длины и для расширения заголовка (21) упомянутой мини-ячейки, а также для расширения полезной нагрузки мини-ячейки.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что упомянутые биты упомянутого поля спецификатора увеличения длины определяют первое множество значений кода, которые, когда присутствуют в упомянутом поле спецификатора увеличения длины, добавляются к первому числу битов в поле спецификатора увеличения длины так, чтобы указать размер полезной нагрузки мини-ячейки с использованием схемы линейного кодирования.

11. Способ по п. 10, отличающийся тем, что с каждым значением кода упомянутого первого множества связывают 2^N различных значений, где N равняется упомянутому второму числу битов.

12. Способ по п. 11, отличающийся тем, что упомянутые биты поля (27) спецификатора увеличения длины определяют второе значение кода, отличное от первого множества значений кода, причем упомянутое второе значение кода, когда оно имеется в поле спецификатора увеличения длины, указывает на то, что заголовок мини-ячейки расширен за счет дополнительного заголовка (28), содержащего добавочное поле (29) длины, а упомянутое поле (23) длины используют как поле (27) спецификатора расширения (EXQ) для расширения упомянутого добавочного поля длины мини-ячейки.

13. Способ по п. 12, отличающийся тем, что упомянутое поле спецификатора расширения (EXQ) содержит первое число битов, а упомянутое добавочное поле длины содержит третье число битов.

14. Способ по п. 13, отличающийся тем, что некоторое подмножество битов упомянутого поля спецификатора расширения (EXQ) используется как код расширения, добавляемый к третьему числу битов упомянутого добавочного поля (29) длины так, чтобы увеличить число размеров, доступных для упомянутой мини-ячейки.

15. Способ по п. 14, отличающийся тем, что с каждым кодом расширения связано 2^M различных значений длины, где М - число битов упомянутого добавочного поля (29) длины.

16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что упомянутое поле спецификатора расширения (EXQ) содержит код типа ячейки, который, когда он имеется в заголовке мини-ячейки, указывает, что ячейка является ячейкой эксплуатации и технического обслуживания, содержащей заголовок (32) и полезную нагрузку (33), содержащую информацию эксплуатации и технического обслуживания.

17. Устройство считывания заголовка ячейки для выделения из канала абонентских данных части с абонентскими данными отдельного соединения, содержащее сдвиговый регистр, в котором поток канала абонентских данных сдвигается синхронно с тактовыми импульсами, первый счетчик, отсчитывающий размер поля в заголовке мини-ячейки, указывающего размер ячейки, сдвигаемой в сдвиговом регистре синхронно с тактовыми импульсами, регистр-защелку, соединенный с первым счетчиком и со сдвиговым регистром для запоминания информации, находящейся в поле указания размера ячейки, отсчитанном первым счетчиком, запоминающее устройство, подключенное к регистру-защелке, второй счетчик, соединенный с регистром-защелкой и запоминающим устройством для управления мультиплексором так, чтобы абонентская часть мини-ячейки в сдвиговом регистре была выделена из упомянутого потока битов абонентских данных, отличающееся тем, что информация в регистре-защелке используется как адрес для запоминающего устройства и по этому адресу хранится размер части с абонентскими данными.

18. Устройство считывания заголовка ячейки по п. 17, отличающееся тем, что упомянутое запоминающее устройство является постоянным запоминающим устройством, в котором каждому адресу, полученному из упомянутого регистра-защелки, ставится в соответствие индивидуальный размер ячейки.

19. Устройство по п. 17, отличающееся тем, что упомянутое запоминающее устройство является оперативным запоминающим устройством, в которое система управления, предназначенная для управления установкой и освобождением соединений в системе телефонной связи с подвижными объектами, записывает по каждому адресу, принимаемому из упомянутого регистра-защелки, индивидуальный размер ячейки.

20. Система телефонной связи с подвижными объектами, содержащая сеть с асинхронным режимом передачи (ATM), к которой через соответствующие линии связи (205, 206) подключены передающее устройство (201) и приемное устройство (202), при этом передающее устройство содержит средства мультиплексирования мини-ячеек из источников (203) абонентских данных в поток абонентских данных, а упомянутое приемное устройство принимает от упомянутой сети с асинхронным режимом передачи поток абонентских данных, который содержит мини-ячейки, принадлежащие соединениям, которые должны оканчиваться у получателей (204) абонентских данных, подключенных к приемному устройству, отличающаяся тем, что приемное устройство (202) содержит устройство (208) считывания заголовка ячейки, которое содержит сдвиговый регистр, в котором поток абонентских данных канала сдвигается синхронно с тактовыми импульсами, первый счетчик, который отсчитывает размер поля в заголовке мини-ячейки, указывающего размер ячейки, сдвигаемой в сдвиговом регистре синхронно с тактовыми импульсами, регистр-защелку, соединенный с первым счетчиком и со сдвиговым регистром для запоминания информации, находящейся в поле, указывающем размер ячейки, отсчитанном первым счетчиком, запоминающее устройство, подключенное к упомянутому регистру-защелке, второй счетчик, соединенный с регистром-защелкой и запоминающим устройством для управления мультиплексором так, чтобы абонентская часть мини-ячейки в сдвиговом регистре была выделена из упомянутого потока битов, причем информация в регистре-защелке используется как адрес для запоминающего устройства и по упомянутому адресу хранится размер части с абонентскими данными.

21. Система по п. 20, отличающаяся тем, что упомянутое передающее устройство также содержит устройство (207) считывания заголовка ячейки.

22. Система по п. 20 или 21, отличающаяся тем, что упомянутое запоминающее устройство является постоянным запоминающим устройством, в котором каждому адресу, полученному из упомянутого регистра-защелки, ставится в соответствие индивидуальный размер ячейки.

23. Система по п. 20 или 21, отличающаяся тем, что она содержит систему управления, предназначенную для управления установлением и освобождением соединений в этой системе телефонной связи с подвижными объектами, при этом упомянутое запоминающее устройство является оперативным запоминающим устройством, в которое указанная система управления записывает по каждому адресу, получаемому из упомянутого регистра-защелки, индивидуальный размер ячейки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23