專利名稱：利用適用于形成整個(gè)頻帶的子頻帶的傳輸控制方案對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速率的控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于諸如ATM(異步傳輸方式)交換、ATM路由器、ATM橋或其他通信設(shè)備等信元傳輸交換的數(shù)據(jù)傳輸速率控制的方法和系統(tǒng)。
今天，主要有下列三種方法用來控制固定長度的數(shù)據(jù)(下稱信元)傳輸速率兩種最小信元間間隙、或最小信元間隔控制方案或方法，包括以信元周期為基礎(chǔ)的方案和以時(shí)鐘周期為基礎(chǔ)的方案；和滑動(dòng)窗口控制方案。下面為了彼此區(qū)分這兩種最小信元間隔的控制方案，以信元周期為基礎(chǔ)的最小信元間隔控制方案被稱為信元基最小信元間隔控制方案，而以時(shí)鐘周期為基礎(chǔ)的最小信元間隔控制方案被稱為時(shí)鐘基最小信元間隔控制方案。
首先，描述信元基最小信元間隔控制方案。這個(gè)方案根據(jù)信元傳輸周期控制前一個(gè)已傳輸?shù)男旁彤?dāng)前被傳輸?shù)男旁g的間隙或時(shí)間間隔。相應(yīng)地，若目標(biāo)傳輸速率，例如，為峰值傳輸速率的50％，則以兩個(gè)信元間隔進(jìn)行傳輸。
其次，時(shí)鐘基最小信元間隔控制方案基本上和信元基最小信元間隔控制方案一樣。但是，時(shí)鐘基利用時(shí)鐘周期，而不是信元周期來對(duì)依次傳輸?shù)膬蓚€(gè)信元之間的間隔進(jìn)行定時(shí)。這使比較準(zhǔn)確的峰值傳輸速率控制成為可能。
另一方面，滑動(dòng)窗口控制方案作出這樣的判斷，即能否通過在每個(gè)信元間隔將時(shí)間窗口移動(dòng)預(yù)定的長度而按照每個(gè)信元時(shí)序傳輸信元。若在時(shí)間窗口中已經(jīng)傳輸?shù)男旁獋€(gè)數(shù)少于預(yù)定的數(shù)目，則允許發(fā)送當(dāng)前信元。
更具體地說，參照?qǐng)D7，該圖舉例說明將傳輸速率控制在峰值傳輸速率40％上用的滑動(dòng)窗口控制方案。在該圖中，若信元在時(shí)間周期#n-3中傳輸，則該時(shí)間窗口中的信元總數(shù)就變成5個(gè)，超過允許的個(gè)數(shù)4。于是，該信元被禁止在這一時(shí)間周期內(nèi)傳輸，如圖中”X”標(biāo)記所表示的。在下一個(gè)時(shí)間周期#n-2，正如用圓圈表示的，該信元被允許傳輸，因?yàn)樵谠摃r(shí)間周期中，信元總數(shù)在允許個(gè)數(shù)4以內(nèi)，即使它被傳輸，因?yàn)闀r(shí)間窗口滑動(dòng)了一個(gè)信元周期，已經(jīng)使總數(shù)減少了一個(gè)。類似的處理在時(shí)間周期#n-1，#n等等進(jìn)行迭代。
但是，上述控制方案有下列問題。首先，信元基最小信元間隔控制方案是根據(jù)信元周期來控制信元的可發(fā)送性的，所以它有一個(gè)問題是可控的值之間的間隙或間隔在高傳輸速率下(尤其是在接近峰值傳輸速率的范圍內(nèi))變粗了。例如，每個(gè)信元間隔下可控值是100％，兩個(gè)信元間隔為50％，三個(gè)信元間隔為33％，四個(gè)信元間隔為25％，五個(gè)信元間隔為20％，等等。于是，可控值隨著傳輸速率增大而具有較大的間隙。
另外，因?yàn)樾旁钚⌒旁g隔控制方案在時(shí)分方式下檢查每一個(gè)通道，其準(zhǔn)確度隨著通道數(shù)增大而變壞。例如，假定通道數(shù)為1024，每個(gè)時(shí)鐘周期檢查一個(gè)通道，一個(gè)信元周期是53個(gè)時(shí)鐘周期，要完成全部信元大約要花20個(gè)信元周期，這可能在傳輸控制中引起時(shí)間誤差。
其次，盡管時(shí)鐘基最小信元間隔控制方案能夠解決信元基最小信元間隔控制方案的可控間隙問題，但是它又提出一個(gè)新問題，就是與信元基最小信元間隔控制方案相比，電路規(guī)模的增大是不可避免的。這是因?yàn)樵跁r(shí)鐘基最小信元間隔控制方案中，控制傳輸許可時(shí)間所需的位數(shù)增大若用一個(gè)時(shí)鐘周期處理一個(gè)字節(jié)，則要增加6位。例如，當(dāng)頻帶寬度限制在峰值傳輸速率的1％時(shí)，傳輸必須每100個(gè)信元一次。為了做到這一點(diǎn)，盡管對(duì)于信元基最小信元間隔控制方案來說，有6位就夠了，但時(shí)鐘基最小信元間隔控制方案卻需要它的兩倍，即，12位，這不可避免地要使諸如計(jì)數(shù)器、加法器和比較器等它的電路組件的位數(shù)加倍。
最后，滑動(dòng)窗口控制方案有一個(gè)問題，就是移位寄存器的寬度隨著可控值最小值的減小而增大。例如，盡管當(dāng)最小值為10％時(shí)，要求窗口寬度的最小值僅為10，但是，對(duì)于1％增為100，對(duì)于0.01％增為10000。因?yàn)榛瑒?dòng)窗口控制方案要求一個(gè)其寄存器級(jí)數(shù)與時(shí)間窗口的寬度對(duì)應(yīng)的移位寄存器，必須準(zhǔn)備一個(gè)其位數(shù)隨著最小值的減小而增大的移位寄存器。
每個(gè)移位寄存器級(jí)要求的位數(shù)取決于通道標(biāo)志符，ATM信元的VPI/VCI(虛路徑標(biāo)志符/虛通道標(biāo)志符)是24位。因此，當(dāng)特定通道的傳輸速率為峰值傳輸速率的0.01％時(shí)，就需要320千位的觸發(fā)器，這就有一個(gè)問題，就是這樣的系統(tǒng)難以用硬件實(shí)現(xiàn)。
另外，盡管信元基最小信元間隔控制方案或時(shí)鐘基最小信元間隔控制方案總是以與帶寬無關(guān)的固定傳輸速率進(jìn)行傳輸?shù)模驗(yàn)閭鬏旈g隔時(shí)間是在前一個(gè)信元和當(dāng)前信元之間檢查，但是，根據(jù)時(shí)間窗口中信元的個(gè)數(shù)來決定可發(fā)送性，因而隨著通道的帶寬減小而要求較寬的時(shí)間窗口的滑動(dòng)窗口控制方案有一個(gè)問題，就是隨著帶寬減小時(shí)間窗口中信元的波動(dòng)增大。
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種數(shù)據(jù)傳輸速率控制方法和系統(tǒng)，它可以用這樣的一種方法來控制傳輸速率，即用于多路復(fù)用傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以各通道的適當(dāng)?shù)膫鬏斔俾试诟魍ǖ纼?nèi)傳輸。
按照本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種數(shù)據(jù)傳輸速率控制方法，它包括下列步驟控制送往多路復(fù)用傳輸通道的數(shù)據(jù)，使得每個(gè)通道上的數(shù)據(jù)都以對(duì)該通道是適當(dāng)?shù)膫鬏斔俾蔬M(jìn)行傳輸；至少用一個(gè)邊界來分割整個(gè)頻帶，以準(zhǔn)備一個(gè)適合于該通道的傳輸速率所屬的子頻帶；以及根據(jù)子頻帶切換用來在每一個(gè)通道內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的傳輸控制方案。
在這里，所述至少一個(gè)的邊界數(shù)目可以是一，用于傳輸數(shù)據(jù)的傳輸控制方案可以將基于時(shí)鐘周期的方案應(yīng)用于具有比該邊界寬的帶寬的子頻帶，而將基于信元周期的方案應(yīng)用于帶寬比該邊界窄的子頻帶。
所述至少一個(gè)的邊界數(shù)目可以是一，用于傳輸數(shù)據(jù)的傳輸控制方案可以將滑動(dòng)窗口方案應(yīng)用帶寬于比該邊界寬的子頻帶，而將基于信元周期的方案應(yīng)用于帶寬比該邊界窄的子頻帶。
按照本發(fā)明的第二方面，提供一種傳輸速率控制系統(tǒng)，它控制送往多路復(fù)用傳輸通道的數(shù)據(jù)，使得每一個(gè)通道上的數(shù)據(jù)都以適合于該通道的傳輸速率進(jìn)行傳輸。該系統(tǒng)包括頻帶識(shí)別裝置，用來判定每個(gè)通道特有的傳輸速率屬于哪一個(gè)子頻帶，并用來給每一個(gè)通道附加一個(gè)與判定的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)符，通過用至少一個(gè)邊界分割整個(gè)頻帶來制備所述子頻帶；與每一個(gè)子頻帶對(duì)應(yīng)的多個(gè)控制器，用來控制傳輸；用來根據(jù)標(biāo)識(shí)符選擇一個(gè)適用于附加了該標(biāo)識(shí)符的通道的控制器的裝置。
在這里，至少一個(gè)邊界的數(shù)目可以是一，而控制器可以包括用來將基于時(shí)鐘周期的方案應(yīng)用于帶寬比邊界寬的子頻帶的第一控制電路和用來將基于信元周期的方案應(yīng)用于帶寬比邊界窄的子頻帶的第二控制電路。
至少一個(gè)邊界的數(shù)目可以是一，而控制器可以包括用來將滑動(dòng)窗口方案應(yīng)用于帶寬比邊界寬的子頻帶的第一控制電路和用來將基于信元周期的方案應(yīng)用于帶寬比邊界窄的子頻帶的第二控制電路。
按照本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸速率控制方法和系統(tǒng)，整個(gè)頻帶分割成多個(gè)子頻帶，以便為每個(gè)子頻帶采用對(duì)其適用的傳輸控制方案。這樣，就可以用適合該通道的傳輸帶寬的控制方案在每個(gè)通道內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)。即使通道的帶寬范圍很大，這仍舊使得以高的準(zhǔn)確度對(duì)每個(gè)通道的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行控制成為可能。
考慮以下結(jié)合附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的目的和特征將變得更加明顯。附圖中

圖1是表示按照本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸速率控制系統(tǒng)的第一實(shí)施例的整個(gè)結(jié)構(gòu)的示意方框圖2是表示包括在第一實(shí)施例中的信元基最小信元間隔控制的示意方框圖；圖3是表示包括在第一實(shí)施例中的時(shí)鐘基最小信元間隔控制的示意方框圖；圖4是有助于理解用狀態(tài)管理程序來管理同時(shí)通道空閑表FIFO(先進(jìn)先出)存儲(chǔ)器的功能的輪廓示意圖；圖5是表示按照本發(fā)明數(shù)據(jù)傳輸速率控制系統(tǒng)第二實(shí)施例的整個(gè)結(jié)構(gòu)的示意方框圖；圖6是表示包括在第二實(shí)施例中的滑動(dòng)窗口控制的示意方框圖；圖7是有助于理解滑動(dòng)窗口概念的示意圖。
現(xiàn)參照附圖描述本發(fā)明。
實(shí)施例1現(xiàn)在將要描述的根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸速率控制系統(tǒng)的第一實(shí)施例應(yīng)用于信元傳輸型電信設(shè)備中的信元傳輸速率控制系統(tǒng)。這個(gè)實(shí)施例適合于把受控頻帶分割成上和下頻帶，以便用這樣的方法按照頻帶來改變控制方案，即屬于上頻帶的輸入信元的傳輸定時(shí)用時(shí)鐘基最小信元間隔控制方案控制，而屬于下頻帶的輸入信元的傳輸定時(shí)則用信元基最小信元間隔控制方案控制。
參照?qǐng)D1，該圖示出與第一實(shí)施例相聯(lián)系的信元傳輸速率控制系統(tǒng)的方框圖，信元傳輸速率控制系統(tǒng)一般包括四個(gè)功能塊時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31；信元基最小信元間隔控制器32；通道信息存儲(chǔ)器33；和沖突控制器34。
信元基最小信元間隔控制器32適合于借助信元基最小信元間隔控制方案來控制信元傳輸速率。圖2表示信元基最小信元間隔控制器32。它包括基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器1，后者起無窮計(jì)數(shù)器的作用，用來按照每個(gè)信元周期信號(hào)101而增量。在傳輸一個(gè)信元時(shí)，加法器2將一個(gè)與信元傳輸所經(jīng)通道有關(guān)的峰值傳輸速率值115加到基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器1的計(jì)數(shù)A上。相加的結(jié)果A+B就是下一次傳輸?shù)男旁獋鬏斣S可時(shí)間，并寫入存儲(chǔ)器3中分配給每個(gè)通道的特定存儲(chǔ)位置。該位置用R/W(讀/寫)電路5在調(diào)度器4的控制下指定地址。調(diào)度器4管理時(shí)分方式下檢查通道的時(shí)間分配。這是因?yàn)槿绻總€(gè)通道都設(shè)置一個(gè)檢查電路，電路規(guī)模就會(huì)增大。
這樣寫入存儲(chǔ)器3特定位置的信元傳輸許可時(shí)間由從調(diào)度器4接受讀命令103的R/W電路5從存儲(chǔ)器3中依次讀出，然后輸入比較器6。比較器6將含于基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器1中的計(jì)數(shù)A(當(dāng)前時(shí)間)與從存儲(chǔ)器3讀出的信元傳輸許可時(shí)間B加以比較，判斷是否允許傳輸。
當(dāng)計(jì)數(shù)A的值超過信元傳輸許可時(shí)間B時(shí)，將傳輸許可信號(hào)，在“與”門32A被選通時(shí)通過“與”門32A送入判斷結(jié)果保持觸發(fā)器7?！芭c”門32A設(shè)計(jì)來對(duì)傳輸許可信號(hào)A＞B和控制方案選擇位105的反相信號(hào)進(jìn)行“與”操作，當(dāng)選擇位105處于低電平時(shí)，選擇信元基最小信元間隔控制方案。有M個(gè)判斷結(jié)果保持觸發(fā)器7，其中M是通道數(shù)，它們中的一個(gè)響應(yīng)來自調(diào)度器4的信號(hào)109而被選擇來保存?zhèn)鬏斣S可信號(hào)107。
判斷結(jié)果保持觸發(fā)器7的輸出111送往沖突控制器8，使得沖突期間與該“H”電平的輸出相聯(lián)系的通道被沖突控制器8控制。關(guān)于在沖突中取勝的通道的信息以代表通道許可的通道信息113的形式輸出。與許可通道相連的判斷結(jié)果保持觸發(fā)器7被復(fù)位，加法器2的輸出A+B作為下一個(gè)傳輸許可時(shí)間由R/W電路5寫入存儲(chǔ)器3。
這樣，信元基最小信元間隔控制器32根據(jù)通道信息存儲(chǔ)器33送來的峰值傳輸速率值115和在沖突中取勝并由沖突控制器34送來的傳輸許可通道信息控制信元的傳輸定時(shí)。關(guān)于在信元基最小信元間隔控制器32中在沖突中取勝的通道的信息113作為下頻帶傳輸許可通道信息送到?jīng)_突控制器34，進(jìn)行最后的沖突控制。
圖3是表示時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31的方框圖。在該圖中，基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器11也是一個(gè)無窮計(jì)數(shù)器，用來對(duì)時(shí)鐘信號(hào)121的每一個(gè)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)信元傳輸時(shí)，加法器12將基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器11的輸出A加到與信元傳輸通道有關(guān)的峰值傳輸速率值115上。加法的結(jié)果A+B作為代表下一個(gè)傳輸許可時(shí)間的數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器13在特定儲(chǔ)存位置上。
調(diào)度器14適合于管理檢查通道的時(shí)間的分配。R/W(讀/寫)電路15，從調(diào)度器14接受讀命令123，使存儲(chǔ)器13形成被檢查通道下一個(gè)傳輸許可時(shí)間數(shù)據(jù)125。盡管信元基最小信元間隔控制方案將下一個(gè)傳輸許可時(shí)間與檢查時(shí)基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器中保存的計(jì)數(shù)加以比較，但是，時(shí)鐘基最小信元間隔控制方案按照下述方法校正時(shí)間，因?yàn)樵趶男旁臋z查到它的真正傳輸?shù)臅r(shí)間周期中基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器中的計(jì)數(shù)增大。
具體地說，比較器18把下一個(gè)傳輸許可時(shí)間125與加法器16和按照每個(gè)信元周期信號(hào)101加一的保持觸發(fā)器17產(chǎn)生的傳輸估計(jì)時(shí)間127比較。在作為示例舉出的實(shí)施例中，信號(hào)101的每個(gè)信元周期包括，例如，信號(hào)121的53個(gè)時(shí)鐘周期，其中一個(gè)時(shí)鐘脈沖發(fā)送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。
若基準(zhǔn)計(jì)數(shù)器127超過比較器18中的下一個(gè)傳輸許可時(shí)間125，則傳輸許可信號(hào)A＞B在“與”門31A被選通時(shí)，通過“與”門31A送往判斷結(jié)果保持觸發(fā)器19，以便保存在這里?！芭c”門31A適合于對(duì)傳輸許可信號(hào)A＞B與控制方案選擇位105進(jìn)行“與”操作，以便當(dāng)控制方案選擇位105處于高電平時(shí)，選擇時(shí)鐘基最小信元間隔控制方案。
有M個(gè)判斷結(jié)果保持觸發(fā)器19，響應(yīng)來自調(diào)度器14的信號(hào)129而選擇它們中的一個(gè)來保持傳輸許可信號(hào)A＞B。與判斷結(jié)果保持觸發(fā)器19的H電平輸出131相聯(lián)系的通道受到?jīng)_突電路20的沖突控制，并且，在沖突中取勝的判斷結(jié)果保持觸發(fā)器19被復(fù)位，因而其通道信息變成傳輸許可的通道信息。另外，加法器12的輸出135在R/W電路15的控制下作為下一個(gè)傳輸許可時(shí)間數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器13。
于是，時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31根據(jù)圖1通道信息存儲(chǔ)器33來的峰值傳輸速率值115以及通過沖突并且從沖突控制器34送來的傳輸許可通道信息107控制傳輸?shù)亩〞r(shí)。關(guān)于在沖突中取勝的通道的信息133作為上頻帶傳輸許可通道信息送往沖突控制器34，進(jìn)行最后的沖突處理。
時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31有功能電路31B，后者適合于監(jiān)視被控的各個(gè)通道的控制狀態(tài)，并且在輸入下一個(gè)信元時(shí)將一個(gè)指示對(duì)于每一個(gè)通道是否需要進(jìn)行上述判斷處理的傳輸許可位137寫入通道信息存儲(chǔ)器33。下面將描述輸出傳輸許可位123的狀態(tài)控制器31B的細(xì)節(jié)。
通道信息存儲(chǔ)器33包括一個(gè)表，當(dāng)輸入一個(gè)信元時(shí)首先要查閱這個(gè)表，以便從信元頭的通道標(biāo)志符讀出每個(gè)通道的參數(shù)，并寫入通道信息存儲(chǔ)器33。例如，把通道標(biāo)志符規(guī)定的通道的頻帶信息提取出來，以提供關(guān)于輸入信元是在時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31還是在信元基最小信元間隔控制器32中進(jìn)行處理的信息。把該信息以控制方案選擇位105的形式提供給時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31和信元基最小信元間隔控制器32。
控制方案選擇位105不加改變地輸入到時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31，但在輸入到信元基最小信元間隔控制器32時(shí)其極性由反相器117反相，因而兩種控制器31和32只能選擇一種。通道信息存儲(chǔ)器33還保持每個(gè)通道的傳輸許可位137，后者指明該通道在信元輸入時(shí)是否處于傳輸許可狀態(tài)。
沖突控制器34適合于在時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31所選擇的通道和信元基最小信元間隔控制器32所選擇的通道之間進(jìn)行沖突控制，以決定許可傳輸?shù)淖詈笸ǖ?。代表該最后通道的?shù)據(jù)是由沖突控制器34從它的輸出107產(chǎn)生的。
在操作中，當(dāng)新的信元到來時(shí)，到來的信元所對(duì)應(yīng)的通道是根據(jù)包含在信元頭的通道標(biāo)志符來識(shí)別的。然后，儲(chǔ)存在通道信息存儲(chǔ)器33中的與該通道相聯(lián)系的峰值傳輸速率值被送到時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31和信元基最小信元間隔控制器32。此外，通道信息存儲(chǔ)器33給時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31和信元基最小信元間隔控制器32提供控制方案選擇位105，后者指出輸入信元的通道所屬的頻帶上頻帶或是下頻帶。
在作為示例舉出的實(shí)施例中，若該信元的頻帶大于閾值，則控制方案選擇位105被設(shè)置為二進(jìn)制的“1”，若小于，則為“0”。換句話說，當(dāng)控制方案選擇位105為“1”時(shí)，時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31被選中，而當(dāng)它為“0”時(shí)，信元基最小信元間隔控制器32被選中。
接著，將描述時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31和信元基最小信元間隔控制器32的操作，它以時(shí)分方式檢查每一個(gè)通道是否可以傳輸?？刂品桨高x擇位105不加改變地輸入給時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31的選擇門31A，而在輸入給信元基最小信元間隔控制器32的選擇門32A時(shí)，則將其極性翻轉(zhuǎn)，使得它們中的一個(gè)是“1”，而另一個(gè)是“0”。換句話說，選擇門31A和32A每一個(gè)都包括“與”門，以這樣的方式操作，即它們中的一個(gè)借助于位“1”而允許前一級(jí)的檢查結(jié)果，而它們中的另一個(gè)借助于位“0”而禁止前一級(jí)的檢查結(jié)果。
因此，本實(shí)施例只由時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31控制整個(gè)通道中的有限個(gè)通道，就是說，只是屬于上頻帶的通道。例如，假定通過將閾值設(shè)定為峰值的10％，使可以由時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31控制的帶寬最小值每個(gè)通道均為10％，當(dāng)10個(gè)通道以10％的帶寬同時(shí)被控制時(shí)，總和達(dá)到100％。時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31控制的通道數(shù)變成10，因而該時(shí)鐘基最小信元間隔控制方案只應(yīng)用于10個(gè)通道。
讓我們假定，閾值這樣來設(shè)置，即現(xiàn)在要控制的通道是與時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31有關(guān)的。在這種情況下，關(guān)于如上所述地限制的通道信息連同下一個(gè)傳輸許可時(shí)間一起寫入存儲(chǔ)器13中建立的管理表13A，并保存在那里。如圖4所示，管理表13A儲(chǔ)存四個(gè)項(xiàng)目每個(gè)信元的控制狀態(tài)141；關(guān)于該信元當(dāng)前是否在緩沖區(qū)中的信息143，未示出；通道號(hào)145；和下一個(gè)傳輸許可時(shí)間147。在這些項(xiàng)目中，控制狀態(tài)141和該信元是否在緩沖區(qū)中的信息143還用來產(chǎn)生傳輸許可位137。
寫入存儲(chǔ)器13的操作是利用R/W電路15中的空閑表地址FIFO存儲(chǔ)器15A來進(jìn)行的。FIFO存儲(chǔ)器15A具有n個(gè)儲(chǔ)存位置，并且適合于儲(chǔ)存地址1，2，…，n，存儲(chǔ)器13的管理表13A在尚未儲(chǔ)存信息的初始狀態(tài)下向著其頂端地址位置#0按先進(jìn)先出的順序確定存儲(chǔ)器13的儲(chǔ)存位置的地址，其中n是自然數(shù)，代表可以同時(shí)控制的通道數(shù)。在圖4中用線151指出保存在FIFO存儲(chǔ)器15A中的地址153如何指定表13A中剛被控制的位置。這樣，每次輸入上頻帶的信元時(shí)，地址1，2，3，…，n中的一個(gè)被指定。正如線149所表示的，傳輸完畢而從同時(shí)控制中被移走的表地址寫入空閑表地址FIFO存儲(chǔ)器15A的最后位置，以此為下一次寫入作準(zhǔn)備。
參照?qǐng)D4，它從操作上舉例說明管理表13A與空閑表地址FIFO存儲(chǔ)器15A之間的關(guān)系，狀態(tài)控制器31B總是利用管理表13A和空閑表地址FIFO存儲(chǔ)器15A，通過動(dòng)態(tài)地改變被同時(shí)控制的通道來控制通道的傳輸定時(shí)。
時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31以下述方式在各自情況下利用狀態(tài)控制器31B進(jìn)行工作。首先，當(dāng)比較器18的檢查結(jié)果是被禁止，而這個(gè)信息尚未被設(shè)置入判斷結(jié)果保持觸發(fā)器19時(shí)，狀態(tài)控制器31B將管理表13A的控制狀態(tài)位141設(shè)置為處于受控狀態(tài)。
與此相反，當(dāng)信元已經(jīng)被傳輸時(shí)，狀態(tài)控制器31B將傳輸許可位設(shè)置為二進(jìn)制“0”，并將其存入通道信息存儲(chǔ)器33。如上所述，傳輸許可位137代表在輸入信元時(shí)，該信元是否可以不經(jīng)時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31的判斷即可傳輸。在這種情況下，狀態(tài)控制器31B也將存儲(chǔ)器13的管理表13A中的控制狀態(tài)位141設(shè)置為處于受控狀態(tài)。
至于根據(jù)比較器18的比較結(jié)果發(fā)現(xiàn)其下一個(gè)傳輸許可時(shí)間147已經(jīng)過去的通道，狀態(tài)控制器31B作出緩沖區(qū)中是否有信元的判斷，若其中有信元，則它將控制狀態(tài)位141設(shè)置成受控狀態(tài)。若緩沖區(qū)中無信元，則狀態(tài)控制器31B將傳輸許可位137置位，以此進(jìn)入控制完成狀態(tài)，這意味著該通道從同時(shí)受控制的通道中移走。
在輸入新的信元的情況下，狀態(tài)控制器31B檢查通道信息存儲(chǔ)器33中的傳輸許可位137是否為二進(jìn)制“0”，若是“0”，則狀態(tài)控制器31B將信元存入緩沖區(qū)，并進(jìn)入它的受控狀態(tài)。與此相反，若傳輸許可位是二進(jìn)制“1”，則狀態(tài)控制器31B無條件地發(fā)出傳輸命令137而不作出任何新的判斷，因?yàn)閭鬏敹〞r(shí)已經(jīng)過去。但若由于在沖突中失敗而傳輸被禁止，則狀態(tài)控制器31B將傳輸許可位137置“0”，以此進(jìn)入其受控狀態(tài)。
當(dāng)控制狀態(tài)位141指出它處于受控狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)控制器31B從空閑表地址FIFO存儲(chǔ)器15A讀出表示所述表13A的空閑位置的地址，并在該表中將控制位設(shè)置為二進(jìn)制“1”，并將緩沖區(qū)中是否存在信元的位143設(shè)置為存在，并將相應(yīng)的通道號(hào)145和下一個(gè)傳輸許可時(shí)間147寫入。
另一方面，當(dāng)控制狀態(tài)位141指出控制已經(jīng)完成時(shí)，將存儲(chǔ)器13的表13A中的控制位141設(shè)置為“0”，表13A項(xiàng)目位置的地址寫入空閑表地址FIFO存儲(chǔ)器15A的最后位置。
在通道數(shù)超過可控制通道數(shù)的情況下，就是說，沒有空閑表地址FIFO存儲(chǔ)器15A的情況下，輸入的信元由于不可控制而在存入緩沖區(qū)之前被放棄。
上面描述了時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31是如何操作的。信元基最小信元間隔控制器32以一種與上述處理類似的方法進(jìn)行處理。然后沖突控制器34完成從時(shí)鐘基最小信元間隔控制器31輸出的上頻帶傳輸許可通道信息133與從信元基最小信元間隔控制器32輸出的下頻帶傳輸許可通道信息113之間的沖突控制，并選擇每個(gè)信元周期在沖突中取勝的通道信息107作為實(shí)際傳輸?shù)男旁耐ǖ佬畔?。沖突采用循環(huán)調(diào)度，機(jī)會(huì)均等。
如上所述，第一實(shí)施例將頻帶分成兩個(gè)子頻帶，并將較寬的子頻帶分配給時(shí)鐘基最小信元間隔控制方案，而將較窄的子頻帶分配給信元基最小信元間隔控制方案。這使以如下方式解決傳統(tǒng)問題成為可能盡管只由信元基最小信元間隔控制方案控制較寬的子頻帶有個(gè)問題，就是準(zhǔn)確度急劇下降，但是，通過由時(shí)鐘基最小信元間隔控制方案控制較寬的子頻帶，而由信元基最小信元間隔控制方案控制較窄的子頻帶，就能以小的準(zhǔn)確度波動(dòng)在整個(gè)頻帶上實(shí)現(xiàn)信元傳輸速率的控制。
另外，因?yàn)閷⑿旁钚⌒旁g隔控制方案應(yīng)用于較窄的子頻帶，相當(dāng)于將其應(yīng)用于信元間隔大的通道，通道數(shù)增加造成的控制誤差可以由于被傳輸?shù)男旁g的間隔大而減小。
另外，第一實(shí)施例將時(shí)鐘基最小信元間隔控制方案只分配給較寬的子頻帶，限制同時(shí)控制的通道數(shù)，并且包括一個(gè)按照控制狀態(tài)動(dòng)態(tài)地改變同時(shí)控制通道的表的裝置。這使限制下一個(gè)傳輸許可時(shí)間的位數(shù)、就是說、限制硬件規(guī)模、并保持控制準(zhǔn)確度成為可能，后者是傳統(tǒng)問題之一。
實(shí)施例2現(xiàn)參照附圖描述按照本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸速率控制裝置的另一個(gè)方案，或者第二實(shí)施例。在這個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)傳輸速率控制裝置應(yīng)用于信元傳輸通信系統(tǒng)中的信元傳輸速率控制裝置。在按照第二實(shí)施例的該信元傳輸速率控制裝置中，控制頻帶也分成采用不同控制方案的上和下頻帶。但是，在本實(shí)施例中，將滑動(dòng)窗口控制方案分配給具有較寬的控制頻帶的上頻帶，而將信元基最小信元間隔控制方案分配給具有較窄的帶寬的下頻帶，以此充分利用各個(gè)控制方法的優(yōu)點(diǎn)。
參照?qǐng)D5，它表示涉及第二實(shí)施例的信元傳輸速率控制裝置的方框圖。信元傳輸速率控制裝置包括四個(gè)功能塊滑動(dòng)窗口控制器41；信元基最小信元間隔控制器32；通道信息存儲(chǔ)器33；以及沖突控制器34。在該圖中，類似的元件用相同的標(biāo)號(hào)標(biāo)示，對(duì)此不再贅述。這些功能塊之間的連接可以與第一實(shí)施例相同，滑動(dòng)窗口控制器41代替了第一實(shí)施例的最小信元間隔控制器31。
參照?qǐng)D6，滑動(dòng)窗口控制器41適合于利用窗口內(nèi)信元計(jì)數(shù)器21來控制時(shí)間窗口中的信元數(shù)。窗口內(nèi)信元計(jì)數(shù)器21是一個(gè)可逆計(jì)數(shù)器，當(dāng)信元傳輸?shù)綍r(shí)間窗口內(nèi)時(shí)，向上計(jì)數(shù)，而當(dāng)信元從時(shí)間窗口內(nèi)移出時(shí)，向下計(jì)數(shù)。當(dāng)有到來的信元或發(fā)出的信元時(shí)，就是說，檢查窗口中的信元數(shù)時(shí)，響應(yīng)到來信元的通道信息171的R/W電路22被激活，使代表相應(yīng)通道的窗口中信元數(shù)的數(shù)據(jù)161從存儲(chǔ)器23讀出。于是，代表信元數(shù)的數(shù)據(jù)161被裝入窗口內(nèi)信元數(shù)計(jì)數(shù)器21。
比較器24將代表窗口中信元數(shù)并由計(jì)數(shù)器21產(chǎn)生的數(shù)據(jù)163與峰值傳輸速率值115(窗口中允許的信元數(shù))加以比較。若數(shù)據(jù)163的數(shù)值未超過允許的信元數(shù)115，則其結(jié)果A＞B在“與”門41A被選通時(shí)，通過該“與”門送到判斷結(jié)果保持觸發(fā)器25，以便為每個(gè)通道作為傳輸許可信息加以保持?！芭c”門41A適合于完成比較器24的輸出A＞B和控制方案選擇位105的與運(yùn)算。只有當(dāng)控制方案選擇位105處于高電平時(shí)，比較器24的輸出A＞B才能通過。這意味著，當(dāng)控制方案選擇位105處于低電平時(shí)，滑動(dòng)窗口控制被禁止。然后，沖突控制器27對(duì)其判斷結(jié)果保持觸發(fā)器25被置位的各通道之間觸發(fā)器25的輸出165進(jìn)行沖突控制，而在沖突中取勝的通道的信元將被作為輸出信元處理。當(dāng)該信元被傳輸時(shí)，該通道的判斷結(jié)果保持觸發(fā)器25被復(fù)位。接著，窗口中的信元數(shù)加一，而若當(dāng)時(shí)傳輸判斷是肯定，則相應(yīng)判斷結(jié)果保持觸發(fā)器25再次被置位。
滑動(dòng)窗口控制器41設(shè)有移位寄存器26，它具有各寄存器級(jí)26a，后者的級(jí)數(shù)對(duì)應(yīng)于窗口的寬度，它適合于按照每一個(gè)信元間隔移位，而不管是檢查信元的輸入還是輸出。在這種情況下，輸出信元的通道標(biāo)志符在該信元定時(shí)中輸入到移位寄存器26。若無輸出信元，則指出這一點(diǎn)的信息167便是輸入。從移位寄存器26的輸出169得到的信息是過去已經(jīng)傳輸并從時(shí)間窗口移走的信元的通道標(biāo)志符。從時(shí)間窗口移走的通道造成一個(gè)信元的空位，因而若在該信元定時(shí)中相應(yīng)的通道中無信元，而有一個(gè)信元存在于緩沖區(qū)中，則判斷結(jié)果保持觸發(fā)器25置位?？刂破?1還包括調(diào)度器28，它檢查輸入信元和輸出信元，產(chǎn)生窗口移位用的定時(shí)或其他需要的定時(shí)。
信元基最小信元間隔控制器32與示于圖2并參照?qǐng)D2描述的控制電路32具有相同的結(jié)構(gòu)。
在操作中，峰值傳輸速率值115與準(zhǔn)備檢查的通道的控制方案選擇位105被同時(shí)從通道信息存儲(chǔ)器33送到滑動(dòng)窗口控制器41和信元基最小信元間隔控制器32?；瑒?dòng)窗口控制方案被控制方案選擇位105為“1”的通道所選擇，而信元基最小信元間隔控制方案被控制方案選擇位105為“0”的通道所選擇。當(dāng)通道的帶寬高于與被傳輸?shù)男旁嗦?lián)系的頻帶中設(shè)定的閾值時(shí)，控制方案選擇位105被設(shè)置為“1”，而低于閾值時(shí)，設(shè)置為“0”。滑動(dòng)窗口控制器41和信元基最小信元間隔控制器32以時(shí)分方式檢查在這樣的控制下是否每一個(gè)通道都做好了傳輸?shù)臏?zhǔn)備。
在這種情況下，對(duì)于滑動(dòng)窗口控制器41來說，以滑動(dòng)窗口控制方法控制信元的傳輸就夠了。相應(yīng)地，從1％到100％的范圍內(nèi)，每1％時(shí)間間隔實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)窗口控制所需的窗口寬度，可以由100級(jí)移位寄存器26安排的，這是一個(gè)可行的規(guī)模。
按照第二實(shí)施例，頻帶分割成一對(duì)子頻帶，使得較寬的子頻帶被分配給滑動(dòng)窗口控制方案進(jìn)行控制，而較窄的子頻帶被分配給信元基最小信元間隔控制方案進(jìn)行控制。于是，傳統(tǒng)的問題就可以得到解決了。
盡管由信元基最小信元間隔控制方案控制較寬的子頻帶有準(zhǔn)確度急劇下降的問題，但是，通過由滑動(dòng)窗口控制方案控制較寬的子頻帶，而由信元基最小信元間隔控制方案來控制較窄的子頻帶，就能以高的準(zhǔn)確度在整個(gè)頻帶上實(shí)現(xiàn)信元的傳輸速率的控制。
另外，因?yàn)閷⑿旁钚⌒旁g隔控制方案應(yīng)用于較窄的子頻帶，相當(dāng)于將其應(yīng)用于信元間隔大的通道，通道數(shù)增加造成的控制誤差可以由于被傳輸?shù)男旁g的間隔大而減小。
另外，滑動(dòng)窗口控制方案只應(yīng)用于較寬的子頻帶，窗口的寬度可以減小。這就有可能縮小硬件的規(guī)模。
另外，既然只需要較窄的窗口寬度，窗口內(nèi)信元的波動(dòng)就可以減小。
本發(fā)明的變化(1)盡管在上述實(shí)施例中，應(yīng)用于采用固定數(shù)據(jù)長度或信元的系統(tǒng)的信元傳輸速率控制方案被描述成傳輸裝置，但是本發(fā)明也可以應(yīng)用于采用類似控制方法的不同系統(tǒng)。例如，將它應(yīng)用于ATM交換、ATM路由器、ATM橋或其他終端設(shè)備的電信裝置。
(2)盡管在上述幾個(gè)實(shí)施例中，控制頻帶上只設(shè)置了一個(gè)閾值或邊界、以便根據(jù)帶寬是否比閾值寬來切換控制方案，但是也可以采用多個(gè)閾值或邊界，使得可以將適當(dāng)?shù)目刂品桨阜峙浣o每一個(gè)被這些閾值所分開的子頻帶。
按照上述的本發(fā)明，整個(gè)頻帶被一個(gè)或多個(gè)邊界分成子頻帶，并且，用于在通道內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的傳輸控制方案，根據(jù)具有每一個(gè)通道特有的傳輸速率的子頻帶，在各個(gè)通道之間進(jìn)行切換。與整個(gè)頻帶只用一個(gè)控制方案來控制的傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，這使整個(gè)頻帶上的控制準(zhǔn)確度的改進(jìn)成為可能。
1996年6月20日提交的日本專利申請(qǐng)No.159491/1996的整個(gè)公開內(nèi)容，包括該公開的說明書、權(quán)利要求書、附圖和摘要在此被結(jié)合作為參考。
雖然已經(jīng)參照特定的示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是，本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。應(yīng)該理解，本專業(yè)的技術(shù)人員能夠在不脫離本發(fā)明的范圍和精神的情況下對(duì)這些實(shí)施例作出變化或修改。
權(quán)利要求
1.一種控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆椒?，其特征在于包括下列步驟控制送往多路復(fù)用傳輸通道的數(shù)據(jù)，使得每個(gè)通道上的數(shù)據(jù)都以該通道特有的傳輸速率進(jìn)行傳輸；用至少一個(gè)邊界來分割整個(gè)頻帶，以準(zhǔn)備一個(gè)具有該通道特有的傳輸速率的子頻帶；以及根據(jù)所述子頻帶來切換用來在每一個(gè)通道內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的傳輸控制方案。
2.按照權(quán)力要求1的數(shù)據(jù)傳輸控制方法，其特征在于所述至少一個(gè)的邊界數(shù)目是一，并且，所述用于傳輸數(shù)據(jù)的傳輸控制方案將基于時(shí)鐘周期的方案應(yīng)用于帶寬寬于所述邊界的子頻帶，而將基于信元周期的方案應(yīng)用于帶寬比所述邊界窄的子頻帶。
3.按照權(quán)力要求1的數(shù)據(jù)傳輸控制方法，其特征在于所述至少一個(gè)的邊界數(shù)目是一，并且，所述用于傳輸數(shù)據(jù)的傳輸控制方案將滑動(dòng)窗口方案應(yīng)用于帶寬寬于所述邊界的子頻帶，而將基于信元周期的方案應(yīng)用于帶寬比所述邊界窄的子頻帶。
4.一種數(shù)據(jù)傳輸速率控制系統(tǒng)，它控制送往多路復(fù)用傳輸通道的數(shù)據(jù)，使得每一個(gè)通道上的數(shù)據(jù)都以該通道特有的傳輸速率進(jìn)行傳輸，其特征在于所述系統(tǒng)包括頻帶識(shí)別裝置，用來判定具有每個(gè)通道特有的傳輸速率的子頻帶，并用來給每一個(gè)通道附加與判定的結(jié)果相對(duì)應(yīng)的標(biāo)識(shí)符，所述子頻帶是通過用至少一個(gè)邊界分割整個(gè)頻帶來準(zhǔn)備的；與所述子頻帶中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)的用來控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩鄠€(gè)控制器；以及用來根據(jù)標(biāo)識(shí)符從所述控制器中選擇一個(gè)適用于附加了該標(biāo)識(shí)符的通道的控制器的裝置。
5.按照權(quán)力要求4的系統(tǒng)，其特征在于所述至少一個(gè)邊界的數(shù)目是一，并且，所述控制器包括用來將基于時(shí)鐘周期的方案應(yīng)用于帶寬比所述邊界寬的子頻帶的第一控制電路和用來將基于信元周期的方案應(yīng)用于帶寬比所述邊界窄的子頻帶的第二控制電路。
6.按照權(quán)力要求4的系統(tǒng)，其特征在于所述至少一個(gè)邊界的數(shù)目是一，并且，所述控制器包括用來將滑動(dòng)窗口方案應(yīng)用于帶寬比所述邊界寬的子頻帶的第一控制電路和用來將基于信元周期的方案應(yīng)用于帶寬比所述邊界窄的子頻帶的第二控制電路。
全文摘要
一種數(shù)據(jù)傳輸速率控制方法,它根據(jù)具有通道特有的傳輸速率的子頻帶來切換用于在每一個(gè)通道內(nèi)傳輸數(shù)據(jù)的傳輸控制方案。子頻帶是通過用一個(gè)或多個(gè)邊界分割整個(gè)頻帶來準(zhǔn)備的。這就有可能解決傳統(tǒng)系統(tǒng)的帶寬造成的準(zhǔn)確度變化和當(dāng)準(zhǔn)備控制的數(shù)據(jù)傳輸速率在寬的帶寬范圍時(shí)電路規(guī)模增大的問題。
文檔編號(hào)H04Q3/00GK1171685SQ9711396
公開日1998年1月28日 申請(qǐng)日期1997年6月20日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月20日
發(fā)明者谷島良之, 田中真 申請(qǐng)人:沖電氣工業(yè)株式會(huì)社