專利名稱：分組通信系統(tǒng)中用于傳輸其某些數(shù)據(jù)段被指定優(yōu)先級的分組的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及連接到電信系統(tǒng)和另一個(gè)分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)，該分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)給予從電信網(wǎng)接收的信息分組有關(guān)短延遲的傳輸優(yōu)先級。
背景技術(shù)：
在分組數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，通過網(wǎng)絡(luò)的信道共享系統(tǒng)內(nèi)的鏈路容量。這與其中相應(yīng)的鏈路專用于每個(gè)事務(wù)的電路交換通信系統(tǒng)形成對比。在分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)中產(chǎn)生的業(yè)務(wù)量具有突發(fā)性質(zhì)，即業(yè)務(wù)量負(fù)載經(jīng)常實(shí)時(shí)地快速變化。分組的傳輸延遲依賴于系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)量負(fù)載，從而也經(jīng)常實(shí)時(shí)地快速變化。對于特定鏈路，傳輸延遲依賴于在鏈路上傳輸?shù)脑诰€分組的數(shù)量。如果分組延遲被過分延長，則會出現(xiàn)分組丟失。
可以將使用分組傳輸?shù)碾娦艖?yīng)用粗略地劃分為語音和數(shù)據(jù)。在這種情況下，“語音”是指兩個(gè)對話的終端用戶之間的口頭信息。語音應(yīng)用通常使用電路交換電信系統(tǒng)用于傳輸，因?yàn)檫@些系統(tǒng)是被開發(fā)來滿足短延遲的迫切需求的。盡管如此，還是希望分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)將來傳輸更多的話音。不過，當(dāng)前數(shù)據(jù)是分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的主要應(yīng)用。為了與傳輸語音的電信系統(tǒng)競爭，分組傳輸系統(tǒng)必須保持短延遲。
一般地，數(shù)據(jù)對于短延遲的要求不如語音嚴(yán)格。不過，數(shù)據(jù)易于受到數(shù)據(jù)分組丟失的影響。
已經(jīng)建議互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)當(dāng)對于獨(dú)立業(yè)務(wù)支持區(qū)分的業(yè)務(wù)質(zhì)量。這將導(dǎo)致當(dāng)語音和數(shù)據(jù)競爭公共傳輸資源時(shí)，為語音傳輸提供的延遲優(yōu)先級比數(shù)據(jù)傳輸?shù)母摺＿@些問題在IETF(互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組)中被討論。
已授權(quán)的美國專利4,538,259涉及傳輸話音分組的通信系統(tǒng)。話音分組通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)浇邮展?jié)點(diǎn)，在接收節(jié)點(diǎn)這些話音分組再現(xiàn)為聲音。為了再現(xiàn)聲音，必須以確定的速率將數(shù)字化的話音分組進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。一個(gè)問題是傳輸時(shí)延中的變化會使得話音分組以不同的間隔到達(dá)接收節(jié)點(diǎn)。為了調(diào)整延遲中的變化，在再現(xiàn)為聲音之前，有意地將分組在接收節(jié)點(diǎn)稍加延遲。美國專利4,538,259的目的是定義在接收節(jié)點(diǎn)的適當(dāng)?shù)挠幸庋舆t。如果有意延遲太長，則由于總延遲的增加，將會對連接的質(zhì)量產(chǎn)生消極的影響。由于在接收機(jī)緩沖區(qū)中的上溢，語音分組也會丟失。另一方面，如果接收機(jī)中的延遲太短，則就不足以補(bǔ)償傳輸延遲中的變化。為了達(dá)到美國專利4,538,259的目的，對第一個(gè)話音分組帶有優(yōu)先級地發(fā)送，從而具有更多的定義的通過通信系統(tǒng)的傳輸時(shí)間。
本發(fā)明涉及分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)指定的通用分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，下文中簡稱GPRS。GPRS將是移動通信系統(tǒng)GSM的標(biāo)準(zhǔn)化業(yè)務(wù)，為此，歐洲標(biāo)準(zhǔn)化組織ETSI近年來一直從事這方面的工作。GSM網(wǎng)絡(luò)連接到其它分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，如使用TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，并接收數(shù)據(jù)幀格式的數(shù)據(jù)分組以進(jìn)一步傳輸?shù)浇邮找苿优_。不過，接收到的數(shù)據(jù)幀太大了，以致于無法適合無線鏈路協(xié)議，因此在傳輸?shù)揭苿优_之前需要將它分割成數(shù)據(jù)段。
根據(jù)一個(gè)建議，包括一個(gè)用于接收數(shù)據(jù)幀并將每個(gè)數(shù)據(jù)幀分割成數(shù)據(jù)段序列的分組控制單元。一條分組數(shù)據(jù)鏈路從分組控制單元連接到至少一個(gè)無線基站。該無線基站有多條無線鏈路以傳輸分組到多個(gè)移動臺。尋址到確定的移動臺的數(shù)據(jù)幀被在數(shù)據(jù)控制單元中分割成數(shù)據(jù)段序列。然后，在分組數(shù)據(jù)鏈路上將該序列發(fā)送到無線基站。在分組數(shù)據(jù)鏈路上，將該序列與要從分組控制單元發(fā)送到無線基站的其它數(shù)據(jù)段序列交織，即在傳輸流中將不同序列的段混合。然后，在無線鏈路上發(fā)送在無線基站中接收的段。無線信道是匱乏的資源，需要有效地使用它們。由無線鏈路的容量來確定GSM系統(tǒng)中的傳輸延遲的低限。
支持GPRS業(yè)務(wù)的GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)還未確定。
最近公開了美國運(yùn)營者也希望將GPRS業(yè)務(wù)引入到AMPS和IS-136移動無線系統(tǒng)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對的問題是，在第一分組數(shù)據(jù)鏈路上有效地傳輸數(shù)據(jù)段以在第一節(jié)點(diǎn)被實(shí)時(shí)接收，該第一節(jié)點(diǎn)以預(yù)定時(shí)間在第二分組數(shù)據(jù)鏈路上發(fā)送這些數(shù)據(jù)段，同時(shí)第一分組數(shù)據(jù)鏈路也用于傳輸具有高于數(shù)據(jù)段的優(yōu)先級的信息分組，同時(shí)第一分組數(shù)據(jù)鏈路的被發(fā)送的容量是有限的。
上述問題涉及例如在內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間使用分組傳輸?shù)腉SM系統(tǒng)，以提供傳統(tǒng)的電路連接語音業(yè)務(wù)和處理諸如互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)使得能夠從諸如互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)網(wǎng)接收數(shù)據(jù)幀并發(fā)送到指定的移動臺。傳統(tǒng)連接的語音業(yè)務(wù)提供PCM編碼鏈路(即傳統(tǒng)上用于電路交換連接的鏈路)和移動臺之間的通信。
數(shù)據(jù)幀被GSM網(wǎng)絡(luò)接收并且在分組控制單元中被分割成數(shù)據(jù)段序列，以適合無線鏈路協(xié)議。PCM編碼信息(主要是語音)被GSM網(wǎng)絡(luò)連續(xù)接收，并連續(xù)編碼成為信息分組，在語音的情況下，這是由語音編變碼器實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)本例，GSM系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)使得數(shù)據(jù)段和信息分組能夠在相同的第一分組數(shù)據(jù)鏈路上傳送到無線基站，即傳送到第一節(jié)點(diǎn)。在第一分組數(shù)據(jù)鏈路上，數(shù)據(jù)段和信息分組流競爭傳輸容量。
在第一分組數(shù)據(jù)鏈路上傳輸時(shí)，為信息分組指定的優(yōu)先級高于為數(shù)據(jù)段指定的優(yōu)先級。
不過，數(shù)據(jù)段必須被準(zhǔn)時(shí)分發(fā)到基站以傳輸?shù)揭苿优_。當(dāng)為信息分組指定優(yōu)先級時(shí)，有一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)，即要在無線鏈路上傳輸時(shí)，卻沒有數(shù)據(jù)段到達(dá)基站。
對應(yīng)于一個(gè)序列的數(shù)據(jù)段被在無線鏈路(即第二分組數(shù)據(jù)鏈路)上連續(xù)發(fā)送到移動臺。通過將邏輯信道映射到無線鏈路上、移動臺的同步以及對于有效使用匱乏的無線鏈路資源的需要來確定段的傳輸時(shí)間。
本發(fā)明解決上述問題的方法是，用與信息分組相同的優(yōu)先級在第一分組數(shù)據(jù)鏈路上發(fā)送來自一個(gè)數(shù)據(jù)幀的序列的開始的數(shù)據(jù)段，從而減小了開始的數(shù)據(jù)段到達(dá)第一節(jié)點(diǎn)太晚的風(fēng)險(xiǎn)。然而，開始的數(shù)據(jù)段中的某些也可能到達(dá)太早以致于要被緩存以在第二鏈路上傳輸。之后，隨后發(fā)送的數(shù)據(jù)段可能遭遇比不會引起問題的更長的延遲，這是由于已經(jīng)有一個(gè)數(shù)據(jù)段到達(dá)了第一節(jié)點(diǎn)并準(zhǔn)備在預(yù)定時(shí)間在第二數(shù)據(jù)分組鏈路上傳輸。
還可以通過一個(gè)分組通信系統(tǒng)來解決上述問題，該系統(tǒng)包括與將所接收的信息流轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信息分組流的裝置的接口。該系統(tǒng)還包括用于接收數(shù)據(jù)幀的分組控制單元、第一節(jié)點(diǎn)、將接口與分組控制單元連接到第一節(jié)點(diǎn)的第一分組數(shù)據(jù)鏈路。分組控制單元包括用于將所接收的數(shù)據(jù)幀分割成數(shù)據(jù)段序列的裝置。該分組通信系統(tǒng)還包括裝置，用于在為上述信息分組和上述數(shù)據(jù)段序列中的某些開始的數(shù)據(jù)段指定優(yōu)先級的情況下，在第一分組數(shù)據(jù)鏈路上發(fā)送上述信息分組流和上述數(shù)據(jù)段序列。
以上問題還有一個(gè)解決辦法，其中在第一分組數(shù)據(jù)鏈路上將數(shù)據(jù)段和信息分組發(fā)送到第一節(jié)點(diǎn)。在第一分組數(shù)據(jù)鏈路上為信息分組指定優(yōu)先級。在第二分組數(shù)據(jù)鏈路上，以預(yù)定時(shí)間發(fā)送由第一節(jié)點(diǎn)接收的數(shù)據(jù)段中的每一個(gè)。數(shù)據(jù)段被在第一節(jié)點(diǎn)中緩存直到在第二分組數(shù)據(jù)鏈路上傳輸?shù)念A(yù)定時(shí)間為止。當(dāng)數(shù)據(jù)段的數(shù)量低于一個(gè)閾值時(shí)，第一節(jié)點(diǎn)就發(fā)送一個(gè)信號。響應(yīng)于該信號，在第一分組數(shù)據(jù)鏈路上少數(shù)數(shù)據(jù)段被帶有優(yōu)先級發(fā)送。因此，緩沖區(qū)的填充被加速。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)是一個(gè)無線通信網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)具有到電信網(wǎng)絡(luò)的PCM編碼連接和到分組數(shù)據(jù)網(wǎng)的連接。從數(shù)據(jù)網(wǎng)接收的數(shù)據(jù)幀被分割成數(shù)據(jù)段序列。由PCM編碼連接接收的信息流被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的信息分組流。數(shù)據(jù)段和信息分組流被在第一鏈路上發(fā)送到無線基站，同時(shí)為信息分組和序列的開始的數(shù)據(jù)段指定優(yōu)先級。在單獨(dú)的分組數(shù)據(jù)無線鏈路上將數(shù)據(jù)段序列和信息發(fā)送從無線基站發(fā)送到移動臺。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，通過為序列的開始的幾個(gè)數(shù)據(jù)段指定更高的優(yōu)先級，顯著降低了在第二分組數(shù)據(jù)鏈路上傳輸?shù)念A(yù)定時(shí)間，在第一節(jié)點(diǎn)中沒有可用數(shù)據(jù)段的風(fēng)險(xiǎn)。
通過下面對于分組數(shù)據(jù)無線通信系統(tǒng)的分析，可以了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)。由分組數(shù)據(jù)網(wǎng)接收的數(shù)據(jù)幀的傳輸和由電信網(wǎng)接收的信息流的傳輸有基本的區(qū)別。數(shù)據(jù)幀被分割成要發(fā)送到第一節(jié)點(diǎn)，然后發(fā)送到移動臺的段。直到該幀的所有數(shù)據(jù)段都被在移動臺中接收到時(shí)，才恢復(fù)該數(shù)據(jù)幀，從而恢復(fù)其攜帶的信息。這意味著當(dāng)數(shù)據(jù)幀被移動臺接收時(shí)，為該數(shù)據(jù)幀引入了不可避免的延遲。延遲的長度依賴于用于要發(fā)送的所有段的無線鏈路的容量。
在獨(dú)立的無線鏈路上發(fā)送語音分組和數(shù)據(jù)段。在無線鏈路上以規(guī)定的時(shí)間連續(xù)地發(fā)送數(shù)據(jù)段。
實(shí)際上，序列的所有數(shù)據(jù)段在分組控制單元中可用意味著數(shù)據(jù)段可以在第一分組數(shù)據(jù)鏈路上預(yù)先被發(fā)送，并在無線基站中緩存到在無線鏈路上傳輸為止。與數(shù)據(jù)段不同，信息分組不能在無線基站中被延遲。在無線基站中的信息分組的任何延遲都將影響總傳輸延遲。
上面的分析清楚地闡明了本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。主要優(yōu)點(diǎn)是減小了第一節(jié)點(diǎn)(例如無線基站)缺乏在第二鏈路(例如無線鏈路)上傳輸時(shí)的數(shù)據(jù)段的危險(xiǎn)。如果沒有本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，則在段序列的傳輸開始時(shí)用完段的風(fēng)險(xiǎn)會最大，因?yàn)榇藭r(shí)沒有或者只有一些段被緩存在第一節(jié)點(diǎn)。理論上，通過增加第一分組數(shù)據(jù)鏈路的業(yè)務(wù)量容量，可以降低無線基站用完用于傳輸?shù)亩蔚娘L(fēng)險(xiǎn)。不過，為了獲得相同的風(fēng)險(xiǎn)降低，第一鏈路的容量也要以相應(yīng)的代價(jià)被大大增加。根據(jù)本發(fā)明的解決方案實(shí)現(xiàn)起來更便宜。本發(fā)明易于實(shí)現(xiàn)。在支持區(qū)分業(yè)務(wù)質(zhì)量的系統(tǒng)中，節(jié)點(diǎn)已經(jīng)能夠處理優(yōu)先級，所以本發(fā)明只需為一些數(shù)據(jù)段增加優(yōu)先級信息就可以被實(shí)現(xiàn)。


圖1是GSM系統(tǒng)中的節(jié)點(diǎn)的框圖。
圖2是表示將數(shù)據(jù)幀分割成數(shù)據(jù)段序列的框圖。
圖3是表示在獨(dú)立鏈路上發(fā)送的數(shù)據(jù)段和信息分組的方案。
具體實(shí)施例方式
圖1表示根據(jù)支持GPRS業(yè)務(wù)同時(shí)也支持傳統(tǒng)的電路交換連接的GSM系統(tǒng)PLMN的一個(gè)結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn)。GSM系統(tǒng)PLMN在移動臺和分組數(shù)據(jù)通信網(wǎng)(例如互聯(lián)網(wǎng))之間提供分組數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，并在電信網(wǎng)中的移動臺和終端之間提供語音連接。
圖1中的GSM系統(tǒng)PLMN使用內(nèi)部節(jié)點(diǎn)之間的分組傳輸，因而是一個(gè)分組數(shù)據(jù)無線網(wǎng)絡(luò)。它包括至少一個(gè)為多個(gè)移動臺MS1-MS3提供通信業(yè)務(wù)的無線基站BTS。無線通信系統(tǒng)一般包括多個(gè)無線基站BTS，盡管為了簡化起見，圖1只給出了一個(gè)BTS。無線基站BTS被提供多個(gè)分組數(shù)據(jù)無線鏈路以與移動臺MS1-MS3通信。
GSM系統(tǒng)PLMN通過一個(gè)PCM接口連接到公共電信網(wǎng)絡(luò)PSTN，并被提供多個(gè)變碼器以處理來自電信網(wǎng)PSTN的信息，其中每個(gè)變碼器的功能是處理來自電信網(wǎng)PSTN的進(jìn)入的PCM編碼語音連接。GSM系統(tǒng)PLMN通過分組控制單元PCU連接到公共分組數(shù)據(jù)網(wǎng)IP。由變碼器TRA接收的語音以及由分組控制單元PCU接收的數(shù)據(jù)被傳送到指定的移動臺MS1-MS3。本發(fā)明只關(guān)于下行鏈路傳輸。但是，在實(shí)踐中，系統(tǒng)支持雙向傳輸。
變碼器TRA和分組控制單元PCU具有到路由器R的鏈路。路由器R通過第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1連接到無線基站BTS。路由器R和第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1提供語音和數(shù)據(jù)到無線基站BTS的傳輸。語音和數(shù)據(jù)被從無線基站BTS在獨(dú)立的無線鏈路RL1-RL2上發(fā)送到指定的移動臺MS1。
每個(gè)變碼器TRA處理進(jìn)入的PCM編碼鏈路PCM1-PCM3上的語音。它接收8k赫茲頻率的語音的8比特抽樣，對語音變碼以降低其冗余，構(gòu)成信息分組SPP，并將信息分組SPP發(fā)送到無線基站BTS。每個(gè)信息分組SPP對應(yīng)于無線鏈路RL1-RL2上發(fā)送的突發(fā)。信息分組的信息內(nèi)容主要是語音，但也可以是其它類型的信息。為此，用短語“信息分組SPP”代替“語音分組”。
在接收到的語音中的寂靜時(shí)間，變碼器停止向無線基站發(fā)送分組。
分組控制單元PCU從分組數(shù)據(jù)網(wǎng)IP接收數(shù)據(jù)幀。圖2給出了一個(gè)數(shù)據(jù)幀DF。該數(shù)據(jù)幀太大了以致于無法將該整個(gè)幀發(fā)送到指定的移動臺MS1。因此，將該幀分割成數(shù)據(jù)段序列DS，每個(gè)對應(yīng)于無線鏈路RL2上的一個(gè)突發(fā)。由分組控制單元PCU分割數(shù)據(jù)幀。
合成的數(shù)據(jù)段序列被發(fā)送到指定的移動臺MS1。在無線鏈路RL2上連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)段DS。直到接收到整個(gè)序列時(shí)，才能恢復(fù)包含在數(shù)據(jù)幀DF中的信息。這意味著在數(shù)據(jù)幀DF的傳輸過程中有不可避免的延遲，由無線鏈路RL2的傳輸容量來決定該延遲的持續(xù)時(shí)間。不過，延遲也出現(xiàn)在第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上，并影響GSM系統(tǒng)PLMN中的傳輸延遲。盡管降低延遲很重要，但因?yàn)闊o線傳輸容量是匱乏品，所以應(yīng)當(dāng)避免有線鏈路上的延遲。
但是，語音質(zhì)量比所接收的數(shù)據(jù)的質(zhì)量更易于受到延遲的影響。因此，GSM系統(tǒng)PLMN為信息分組SPP的傳送指定優(yōu)先級。同樣重要的是，為了分組同步，無線基站BTS以規(guī)定的速率接收對應(yīng)于一條PCM鏈路的數(shù)據(jù)段DS。
在第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上，對應(yīng)于PCM鏈路的信息分組SPP流與對應(yīng)于多個(gè)所接收的數(shù)據(jù)幀DF的數(shù)據(jù)段DS被并行傳輸。更特別地，獨(dú)立流的數(shù)據(jù)段DS和信息分組SPP在第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上傳輸時(shí)被交織。
第一分組數(shù)據(jù)鏈路LP1上的業(yè)務(wù)量負(fù)載具有“突發(fā)”特性，并且由于信息分組SPP的優(yōu)先級高于數(shù)據(jù)段DS的優(yōu)先級，所以第一鏈路PL1上的延遲瞬時(shí)改變。在第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上的正常和中高業(yè)務(wù)量負(fù)載上，對于特定序列，傳輸容量仍大于在無線鏈路RL1上的。因此，無線鏈路RL1上的延遲大于第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上的延遲。然后，在無線基站BTS中將數(shù)據(jù)段緩存到這些數(shù)據(jù)段要在無線鏈路RL1上傳輸為止。
來自無線基站BTS的數(shù)據(jù)段DS的傳輸時(shí)間由將邏輯信道映射到物理信道上的無線協(xié)議來固定。為了能夠在該傳輸時(shí)間傳輸，應(yīng)當(dāng)至少有一個(gè)數(shù)據(jù)段DS在各自的傳輸時(shí)間由無線基站BTS接收。當(dāng)沒有數(shù)據(jù)段DS，或者只有幾個(gè)數(shù)據(jù)段DS存儲在緩沖區(qū)中時(shí)，由于無線基站BTS在指定的傳輸時(shí)間用完了數(shù)據(jù)段DS，則第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上的長延遲就很危急了。
下面參考圖3來描述本發(fā)明及其成果。簡單地描述本發(fā)明就是，在第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上帶有優(yōu)先級地傳輸序列中的開始的數(shù)據(jù)段DS，從而降低了在指定傳輸時(shí)間中無線基站BTS用完數(shù)據(jù)段DS的風(fēng)險(xiǎn)。
圖3所示為4個(gè)水平圖D1-D4，其中的每一個(gè)包括多個(gè)延一條垂直線擴(kuò)展的框。每個(gè)圖D1-D4對應(yīng)于一條鏈路PL1、RL1、RL2，且這些框代表信息分組SPP或數(shù)據(jù)段DS。沿這些圖的垂直線代表時(shí)間。多條垂直的虛線穿過水平線。虛線之同的距離對應(yīng)于每八個(gè)時(shí)隙的時(shí)間，每個(gè)時(shí)隙傳送一個(gè)相應(yīng)的信息分組SPP或數(shù)據(jù)段DS。如上所述，信息分組SPP和數(shù)據(jù)段DS對應(yīng)于無線鏈路RL1上發(fā)送的突發(fā)。八個(gè)連續(xù)的時(shí)隙被定義為無線協(xié)議的物理層上的幀F(xiàn)RM1-FRM3。
這樣，就可以清楚地理解本發(fā)明的成果了，圖3中只給出了兩個(gè)信息流。其中的一個(gè)流來自PCM編碼語音連接。第一個(gè)圖D1表示信息分組SPP從變碼器TRA輸入到路由器R。每個(gè)空的框代表該流中的信息分組SPPP。信息分組SPP的流只使用每個(gè)幀F(xiàn)RM1-FRM3中的八個(gè)時(shí)隙中的五個(gè)。
上述兩個(gè)流中的另一個(gè)流對應(yīng)于從一個(gè)數(shù)據(jù)幀DF獲得的數(shù)據(jù)段序列。圖3中的第二個(gè)圖D2表示從變碼器TRA發(fā)送到路由器R的數(shù)據(jù)段DS序列。將數(shù)據(jù)段DS表示為陰影，是為了與信息分組SPP相區(qū)別。將段DS的前三個(gè)的陰影加深，是為了易于辨認(rèn)并含有表明它們在傳輸?shù)綗o線基站時(shí)應(yīng)被指定優(yōu)先級的信息。如圖3所示，在圖D3中，數(shù)據(jù)段DS被連續(xù)發(fā)送到路由器R。
路由器R在并行輸入鏈路上接收如圖3中的圖D1和D2所示的信息分組SPP和數(shù)據(jù)段DS。類似于前三個(gè)數(shù)據(jù)段DS，信息分組SPP含有表明它們應(yīng)當(dāng)被區(qū)分優(yōu)先級的信息。在第一個(gè)幀F(xiàn)RM1的第三個(gè)時(shí)隙，路由器R并行接收一個(gè)信息分組SPP和一個(gè)數(shù)據(jù)段DS，它們都是被處理帶有優(yōu)先級的。
圖D3表示第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1和在鏈路PL1上從路由器R發(fā)送到無線基站BTS的信息分組SPP和數(shù)據(jù)段SD。在第一個(gè)幀F(xiàn)RM1的前兩個(gè)時(shí)隙中，剛接收到的兩個(gè)語音段SPP被發(fā)送到無線基站BTS。對于第三個(gè)時(shí)隙，數(shù)據(jù)段DS和信息分組SPP用于傳輸，它們都被區(qū)分優(yōu)先級。路由器R任意選擇它們中的一個(gè)，在所示情況中，在第三個(gè)時(shí)隙中發(fā)送第一個(gè)數(shù)據(jù)段DS。在下面的兩個(gè)時(shí)隙中，在第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上發(fā)送下面的兩個(gè)被區(qū)分優(yōu)先級的數(shù)據(jù)段DS。
每當(dāng)在路由器R中接收到一個(gè)信息分組SPP時(shí)，第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上的隨后的時(shí)隙就被用于傳送信息分組SPP。在剩余的時(shí)隙中，在第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上傳輸數(shù)據(jù)段DS。在圖DS中，在第二個(gè)以及隨后的幀F(xiàn)RM2、FRM3中，五個(gè)時(shí)隙被用于傳輸信息分組SPP，剩余的三個(gè)時(shí)隙被用于在第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上傳輸數(shù)據(jù)段DS。
在第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)段DS和信息分組SPP被無線基站BTS接收以在獨(dú)立的分組數(shù)據(jù)無線鏈路RL1-RL2上傳輸。在GSM系統(tǒng)PLMN中，PLMN邏輯信道(即鏈路)被映射到物理信道上。在本例中，相同的物理載波被用于分別傳送語音和數(shù)據(jù)的兩條無線鏈路RL1-RL2。兩條無線鏈路RL1-RL2專用于分離頻率載波的幀中的時(shí)隙TM。
在圖3中，圖D4表示在獨(dú)立的無線鏈路RL1、RL2上傳輸信息分組SPP和數(shù)據(jù)段DS的頻率載波。傳送信息分組SPP的第一無線鏈路RL1由每個(gè)幀F(xiàn)RM1-FRM3中的第二個(gè)到第四個(gè)、第七個(gè)以及第八個(gè)時(shí)隙構(gòu)成。每個(gè)幀F(xiàn)RM1-FRM3的第五個(gè)和第六個(gè)時(shí)隙構(gòu)成傳送數(shù)據(jù)段的第二無線鏈路RL2。
關(guān)于圖D4和D3中的第一個(gè)幀，其中給出了在屬于第一無線鏈路RL1的前兩個(gè)時(shí)隙上傳輸由無線基站BTS接收的前兩個(gè)信息分組SPP。標(biāo)記為虛線灰陰影的在第一無線鏈路RL1的第三個(gè)時(shí)隙中，由于無線基站BTS中沒有信息分組SP要被發(fā)送，所以不發(fā)送任何數(shù)據(jù)。圖D4中的下兩個(gè)時(shí)隙對應(yīng)于第二無線鏈路RL2，并用于傳輸由無線基站BTS首先接收的兩個(gè)數(shù)據(jù)段DS。由無線基站BTS在第一個(gè)幀中接收的三個(gè)數(shù)據(jù)段中的最后一個(gè)數(shù)據(jù)段DS被緩存在無線基站BTS中，以在第二無線鏈路RL2上在隨后的幀F(xiàn)RM2中發(fā)送。
圖3中的圖D4所示的第一個(gè)幀F(xiàn)RM1的最后兩個(gè)時(shí)隙屬于第一無線鏈路RL1。在這兩個(gè)時(shí)隙的第一個(gè)上，無線基站BTS發(fā)送在第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1的相應(yīng)時(shí)隙中所接收的信息分組SPP，盡管在前面的時(shí)隙中，已經(jīng)由無線基站BTS接收到了一個(gè)信息分組SPP。但是，對于信息分組SPP要區(qū)分短延遲的優(yōu)先級，因此，為了將幀F(xiàn)RM1的最后兩個(gè)信息分組SPP發(fā)送到指定的移動臺MS1，前面的信息分組SPP要被丟失。
上文中優(yōu)先級指短延遲的優(yōu)先級。但在下面的描述中，需要對具有獨(dú)立優(yōu)先級的不同業(yè)務(wù)質(zhì)量在短延遲和分組丟失方面進(jìn)行區(qū)分。對于信息分組SPP，指定的關(guān)于短延遲的優(yōu)先級高，但關(guān)于分組丟失的優(yōu)先級則低。然而對于數(shù)據(jù)段DS，指定的關(guān)于丟失的優(yōu)先級高，并且對于序列的前三個(gè)段DS，關(guān)于用于傳輸?shù)綗o線基站BTS的短延遲的優(yōu)先級也高。
圖3的圖D4對應(yīng)于一個(gè)頻率載波。但是，如果獨(dú)立的無線鏈路RL1-RL2被映射到不同的頻率載波上，則在這些獨(dú)立的無線鏈路RL1-RL2上的定義的傳輸時(shí)間原則也適用。邏輯信道到物理信道的映射比圖3第四行所示的更復(fù)雜，盡管本發(fā)明可以如圖3所示來應(yīng)用。在實(shí)際的系統(tǒng)中，第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上的業(yè)務(wù)量負(fù)載將在不同的幀F(xiàn)RM1-FRM3之間變化。
在數(shù)據(jù)段DS序列的傳輸過程中，存在一個(gè)危險(xiǎn)，即如果第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上的延遲被過分拖延，則無線基站BTS中的緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)段DS的數(shù)量減少到只有幾個(gè)段，或者減少到根本沒有數(shù)據(jù)段。為了減少這種危險(xiǎn)，建議根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供從無線基站BTS到分組控制單元PCU的控制信道。當(dāng)緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)段的數(shù)量減少到低于一個(gè)指定閾值時(shí)，無線基站BTS就發(fā)送一個(gè)信號到分組控制單元來實(shí)現(xiàn)上述的提供控制信道。然后，分組控制單元PCU發(fā)送被指定了短延遲優(yōu)先級的幾個(gè)數(shù)據(jù)段DS。這加速了數(shù)據(jù)段DS在緩沖區(qū)中的填充。該實(shí)施例可選地與數(shù)據(jù)段DS的序列編號相組合。如果沒有序列編號，則優(yōu)先級中的突然增加將導(dǎo)致高優(yōu)先級的段DS在先前發(fā)送的低優(yōu)先級段DS之前到達(dá)。
被指定優(yōu)先級的段DS的數(shù)量被關(guān)于無線鏈路RL1的容量、第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上的延遲以及延遲中的變化來選擇。對于每個(gè)幀F(xiàn)RM1-FRM3八個(gè)時(shí)隙的系統(tǒng)來說，一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)量是三個(gè)到八個(gè)。
從圖3中顯而易見，除了將所接收的數(shù)據(jù)幀DF分割成為數(shù)據(jù)段DS序列的第一個(gè)原因(即因?yàn)閹罅艘灾掠跓o法在無線鏈路上傳輸)之外，還有第二個(gè)原因。該第二個(gè)原因是如果整個(gè)數(shù)據(jù)幀DF要在第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上傳輸，則信息分組SPP將遭受在該第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1上的長延遲。
前面已經(jīng)講述了由GSM系統(tǒng)PLMN在PCM鏈路上(即與電信網(wǎng)PSTN的接口)接收語音。盡管語音時(shí)PCM鏈路上傳輸?shù)淖畛Ｒ姷男畔?，但PCM鏈路上也可以傳輸其它類型的信息，例如計(jì)算機(jī)之間的傳真消息和數(shù)據(jù)。這些其它類型的信息在GSM網(wǎng)絡(luò)中以與語音信息相同的方式被傳輸，盡管省略了代碼轉(zhuǎn)換(即減少了冗余)。
目前還未公開支持如圖1所示的GPRS業(yè)務(wù)的GSM系統(tǒng)PLMN的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)相對于GPRS業(yè)務(wù)的其它結(jié)構(gòu)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，第一分組數(shù)據(jù)鏈路PL1一般既用于數(shù)據(jù)段DS的傳輸又用于語音分組SPP的傳輸。因而，相對于適用獨(dú)立的鏈路，獲得了截?cái)嘣鲆妗?br> 本發(fā)明也可以在有線分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)，例如在獨(dú)立的電信網(wǎng)絡(luò)中以分組傳輸信息，同時(shí)也傳輸“傳統(tǒng)的”分組數(shù)據(jù)。
權(quán)利要求
1.一種涉及在分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(PLMN)中，當(dāng)傳輸對延遲敏感的信息分組(SPP)和對數(shù)據(jù)丟失敏感的數(shù)據(jù)段(DS)時(shí)，提高傳輸效率的方法，該方法包括步驟—接收數(shù)據(jù)幀(DF)；—將所述數(shù)據(jù)幀(DF)分割成為數(shù)據(jù)段(DS)序列；—將所述數(shù)據(jù)段(DS)序列在第一分組數(shù)據(jù)鏈路(PL1)上發(fā)送到第一節(jié)點(diǎn)(BTS)，以進(jìn)一步在第二分組數(shù)據(jù)鏈路(RL2)上傳輸，其中信息分組(SPP)還在第一分組數(shù)據(jù)鏈路(PL1)上帶有第一優(yōu)先級地傳輸；以及—將所述序列的開始的數(shù)據(jù)段(DS)中的一些以所述第一優(yōu)先級進(jìn)行傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中在規(guī)定的時(shí)間在所述第二分組數(shù)據(jù)鏈路(RL2)上傳輸所述序列的所述數(shù)據(jù)段(DS)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述第一節(jié)點(diǎn)是無線基站(BTS)，所述第二分組數(shù)據(jù)鏈路(RL2)是分組數(shù)據(jù)無線鏈路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的方法，其中通常所述第一分組數(shù)據(jù)鏈路(PL1)上用于傳輸所述數(shù)據(jù)段(DS)的容量要高于所述第二分組數(shù)據(jù)鏈路(RL2)上用于傳輸所述數(shù)據(jù)段(DS)的容量。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的方法，其中所述信息分組(SPP)是被抽樣的、數(shù)字化的語音。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的方法，其中所述序列中的所述開始的數(shù)據(jù)段(DS)的數(shù)量大約是三個(gè)到八個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的方法，其中分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)是無線通信系統(tǒng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(PLMN)是GSM系統(tǒng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述第一優(yōu)先級是關(guān)于延遲的優(yōu)先級，并且其中所述數(shù)據(jù)段(DS)被指定關(guān)于低分組丟失的第二優(yōu)先級。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所接收的數(shù)據(jù)段(DS)被緩存在所述第一節(jié)點(diǎn)(BTS)中直到已經(jīng)在所述第二分組數(shù)據(jù)鏈路(RL2)上被傳輸為止，并且其中當(dāng)被緩存的數(shù)據(jù)段(DS)的數(shù)量減少到一個(gè)閾值之下時(shí)，所述第一節(jié)點(diǎn)(BTS)就發(fā)送一個(gè)信號到所述分組控制單元(PCU)，于是該分組控制單元(PCU)為一些數(shù)據(jù)段在傳輸時(shí)指定優(yōu)先級。
11.一種分組通信系統(tǒng)(PLMN)包括—一個(gè)接口(TRA)，用于接收信息流并將所述流變換成相應(yīng)的信息分組(SPP)流，—一個(gè)分組控制單元(PCU)，它有一個(gè)接口，用于接收數(shù)據(jù)幀(DF)，并將所述數(shù)據(jù)幀(DF)分割成為數(shù)據(jù)段(DS)序列，—一個(gè)第一節(jié)點(diǎn)(BTS)，—一條第一分組數(shù)據(jù)鏈路(PL1)，它將所述接口(TRU)和所述分組控制單元(PCU)連接到所述第一節(jié)點(diǎn)(BTS)，—一種裝置，用于在所述第一分組數(shù)據(jù)鏈路(PL1)上傳輸所述信息分組(SPP)流和所述數(shù)據(jù)段(DS)序列，其中為所述數(shù)據(jù)段(DS)的開始的幾個(gè)和所述信息分組(SPP)指定第一優(yōu)先級。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的分組通信系統(tǒng)(PLMN)，其中所述接收到的信息流對應(yīng)于語音，并且所述接口包括一個(gè)語音變碼器(TRA)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的分組通信系統(tǒng)(PLMN)，其中所述第一節(jié)點(diǎn)(BTS)包括用于緩存所接收的數(shù)據(jù)段(DS)直到到達(dá)進(jìn)一步傳輸?shù)念A(yù)定時(shí)間為止的緩沖區(qū)。
14.根據(jù)權(quán)利要求11的分組通信系統(tǒng)(PLMN)，其中所述第一優(yōu)先級是短延遲優(yōu)先級。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的分組通信系統(tǒng)(PLMN)，包括—一條從所述無線基站(BTS)到所述分組控制單元(PCU)的控制鏈路，—所述第一節(jié)點(diǎn)(BTS)中的裝置，用于當(dāng)所述緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)段(DS)數(shù)量低于一個(gè)指定閾值時(shí)，發(fā)信號給所述分組控制單元(PCU)，以及—所述分組控制單元(PCU)中用于響應(yīng)于所述信號而指定某幾個(gè)數(shù)據(jù)段(DS)的傳輸優(yōu)先級的裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求11的分組通信系統(tǒng)(PLMN)，包括將所述接口(TRU)和所述分組控制單元(PCU)連接到所述第一分組數(shù)據(jù)鏈路(PL1)上的路由器(R)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11的分組通信系統(tǒng)(PLMN)，其中所述第一節(jié)點(diǎn)(BTS)是具有用于分別傳輸數(shù)據(jù)段(DS)和信息分組(SPP)的第二和第三分組數(shù)據(jù)無線鏈路(RL2，RL1)的無線基站。
18.根據(jù)權(quán)利要求11的分組通信系統(tǒng)(PLMN)，其中所述接口是與電信系統(tǒng)(PSTN)的接口，并且所述分組控制單元是面向第二分組數(shù)據(jù)網(wǎng)(互聯(lián)網(wǎng))的。
19.一種涉及在分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)(PLMN)中，當(dāng)傳輸對延遲敏感的信息分組(SPP)和對數(shù)據(jù)丟失敏感的數(shù)據(jù)段(DS)時(shí)，提高傳輸效率的方法，該方法包括步驟—接收數(shù)據(jù)幀(DF)；—將所述數(shù)據(jù)幀(DF)分割成為數(shù)據(jù)段(DS)序列；—將所述數(shù)據(jù)段(DS)序列在第一分組數(shù)據(jù)鏈路(PL1)上發(fā)送到第一節(jié)點(diǎn)(BTS)，以進(jìn)一步在第二分組數(shù)據(jù)鏈路(RL2)上傳輸，其中信息分組(SPP)還在第一分組數(shù)據(jù)鏈路(PL1)上帶有第一優(yōu)先級地傳輸；—在所述第一節(jié)點(diǎn)中緩存所接收的數(shù)據(jù)段直到對于每個(gè)數(shù)據(jù)段(DS)已經(jīng)在規(guī)定時(shí)間在第二分組數(shù)據(jù)鏈路(RL2)上被傳輸為止；以及—當(dāng)數(shù)據(jù)段(DS)的數(shù)量減少到一個(gè)閾值之下時(shí)，從所述第一節(jié)點(diǎn)(BTS)發(fā)信號，從而為所述序列的某幾個(gè)數(shù)據(jù)段(DS)帶有所述第一優(yōu)先級地在所述第一分組數(shù)據(jù)鏈路(PL1)上傳輸。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中所述第一節(jié)點(diǎn)是無線基站(BTS)，所述第二分組數(shù)據(jù)鏈路(RL2)是分組數(shù)據(jù)無線鏈路。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20的方法，其中通常在所述第一分組數(shù)據(jù)鏈路(PL1)上用于傳輸所述數(shù)據(jù)段(DS)的容量要高于在所述第二分組數(shù)據(jù)鏈路(RL2)上用于傳輸所述數(shù)據(jù)段(DS)的容量。
22.根據(jù)權(quán)利要求19或20的方法，其中所述信息分組(SPP)是被抽樣的、數(shù)字化的信息分組(SPP)。
23.根據(jù)權(quán)利要求19或20的方法，其中在所述序列中的所述幾個(gè)數(shù)據(jù)段(DS)的數(shù)量大約是三個(gè)到八個(gè)。
24.根據(jù)權(quán)利要求19或20的方法，其中所述第一優(yōu)先級是關(guān)于延遲的優(yōu)先級，并且其中所述數(shù)據(jù)段(DS)被指定關(guān)于低分組丟失的第二優(yōu)先級。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種分組數(shù)據(jù)通信系統(tǒng),并且主要是用于分組數(shù)據(jù)無線通信系統(tǒng),如支持GPRS業(yè)務(wù)的GSM系統(tǒng)(PLMN)。從所連接的第二分組數(shù)據(jù)網(wǎng)(互聯(lián)網(wǎng))接收的數(shù)據(jù)幀被分割成數(shù)據(jù)段(DS)序列。來自所連接的電信網(wǎng)的語音分組(SPP)和段(DS)被在分組數(shù)據(jù)鏈路(PL1)上發(fā)送到無線基站(BTS),其中為語音分組(SPP)指定優(yōu)先級。數(shù)據(jù)段(DS)應(yīng)當(dāng)在相應(yīng)的到指定移動臺(MS)的無線鏈路(RL2)傳輸。問題是,在高業(yè)務(wù)量負(fù)載時(shí),段易于遭受長的延遲,其結(jié)果是沒有段可以在相應(yīng)的無線鏈路上傳輸。在負(fù)載數(shù)據(jù)鏈路(PL1)上傳輸時(shí),為序列的開始的幾個(gè)數(shù)據(jù)段指定優(yōu)先級解決了這一問題。
文檔編號H04L12/64GK1343412SQ00804889
公開日2002年4月3日 申請日期2000年2月11日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月12日
發(fā)明者L·K·林登 申請人:艾利森電話股份有限公司