專利名稱：在分組數(shù)據(jù)系統(tǒng)中傳遞分組的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明總的涉及在共享分組通道上傳輸數(shù)據(jù)分組，更具體地涉及一種用于按需通過共享分組通道傳輸具有不同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)分組同時(shí)保存帶寬的方法和設(shè)備。
已經(jīng)發(fā)明出幾種現(xiàn)有技術(shù)方法以消除共享分組通道中出現(xiàn)的阻塞問題。例如，占先被預(yù)先包括在幀中繼標(biāo)準(zhǔn)中。占先是一種阻止分組通過一種傳輸線傳播的方法。例如，在HDLC(高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制)協(xié)議使用一種“刪除序列”結(jié)束分組傳輸時(shí)出現(xiàn)占先。該“刪除序列”是由分組傳輸站發(fā)布的特定比特序列。這兩個(gè)方法盡管減小了延遲，但是增加了傳輸分組所必須的帶寬，因?yàn)榘l(fā)射機(jī)必須重新發(fā)射被刪除的分組部分。因此，需要在共享分組通道傳輸系統(tǒng)中傳輸具有變化優(yōu)先級(jí)的分組的更有效的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在被設(shè)計(jì)用于傳輸多個(gè)類型分組而每個(gè)分組具有不同優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)中，一種用于添加多個(gè)分組類型以在共享分組通道中實(shí)現(xiàn)可預(yù)測(cè)的傳輸?shù)脑O(shè)備包括一個(gè)共享分組通道，一個(gè)以通信方式連接到該共享分組通道的信號(hào)發(fā)送裝置，一個(gè)連接到該共享分組通道的控制器，一個(gè)以通信方式連接到共享分組通道的信號(hào)接收裝置。本發(fā)明使用一種算法解決共享分組通道內(nèi)的數(shù)據(jù)分組“阻塞”問題而不犧牲帶寬。數(shù)據(jù)分組始發(fā)自幾個(gè)類型的信源。例如，數(shù)據(jù)分組可以始發(fā)自蜂窩電話機(jī)，尋呼機(jī)和其它無線設(shè)備。這些分組從用戶傳輸給用戶，即從一個(gè)蜂窩呼叫方到另一個(gè)蜂窩呼叫方；從一個(gè)呼叫方到一個(gè)尋呼機(jī)，或從一個(gè)從另一個(gè)信源下載信息的用戶。當(dāng)太多具有多個(gè)優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)分組在非常接近的時(shí)間傳輸時(shí)會(huì)發(fā)生阻塞。該算法傳送一個(gè)“刪除序列”以提前結(jié)束非時(shí)間限定數(shù)據(jù)分組的傳輸。該分組的剩余部分被返回到隊(duì)列中以在適當(dāng)時(shí)間傳輸。共享分組通道58的接收端將保持從非時(shí)間限定分組所接收的數(shù)據(jù)并且一旦時(shí)間限定數(shù)據(jù)分組全部被傳輸就將添加分組數(shù)據(jù)的剩余部分。在分組首部中的標(biāo)記用于標(biāo)識(shí)該待決分組以允許多個(gè)時(shí)間限定分組通過。到期定時(shí)器用于在線路惡化情況下刷新被緩存的分組。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并且參照

圖1、圖2和圖3，公開了一種分組優(yōu)先級(jí)化和傳輸算法。如上所述，圖1是表示一個(gè)數(shù)據(jù)分組傳輸系統(tǒng)50的方框圖。該數(shù)據(jù)分組傳輸系統(tǒng)50包括數(shù)據(jù)分組發(fā)送設(shè)備52-56，共享分組通道58，數(shù)據(jù)分組傳輸控制器60，和數(shù)據(jù)分組接收設(shè)備62-66。如上所述，數(shù)據(jù)分組發(fā)送設(shè)備52-56可以是但是不限于蜂窩電話機(jī)，尋呼機(jī)和數(shù)字個(gè)人助理。另外，該數(shù)據(jù)分組接收設(shè)備62-66可以是與數(shù)據(jù)分組發(fā)送設(shè)備52-56相同類型的設(shè)備。共享分組通道58是一種數(shù)據(jù)分組傳輸媒介，其中分組被傳輸給它們各自的目的地。該數(shù)據(jù)分組傳輸控制器58以后被稱為控制器58，調(diào)節(jié)通過共享分組通道54的數(shù)據(jù)分組流?？刂破?8容納和運(yùn)行根據(jù)本發(fā)明的分組優(yōu)先級(jí)化和傳輸算法。
如上所述，圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的分組優(yōu)先級(jí)化和傳輸算法的分組轉(zhuǎn)變圖?？梢酝ㄟ^對(duì)圖2應(yīng)用不同情況對(duì)該分組優(yōu)先級(jí)化和傳輸算法(此后稱為“算法”)進(jìn)行最佳解釋。
情況12級(jí)中斷分組開始，從數(shù)據(jù)分組發(fā)送設(shè)備發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)分組A和一個(gè)伴隨標(biāo)記。在時(shí)間D，分組B被傳輸。另外，在時(shí)間E，分組C被傳輸。數(shù)據(jù)分組和標(biāo)記按時(shí)間傳播直到它到達(dá)點(diǎn)D(時(shí)間上的任意點(diǎn))。在數(shù)據(jù)分組A被發(fā)送的同時(shí)，數(shù)據(jù)分組B和C也被發(fā)送?？墒菓?yīng)當(dāng)注意，數(shù)據(jù)分組A、B和C分別具有遞增順序的不同傳輸優(yōu)先級(jí)。在點(diǎn)D，由算法檢測(cè)一個(gè)標(biāo)記，所以在數(shù)據(jù)分組A到達(dá)點(diǎn)D之前該算法檢查數(shù)據(jù)分組A中的循環(huán)冗余碼(此后稱為CRC)。CRC檢查將失敗，因?yàn)閿?shù)據(jù)分組A沒有完成傳輸。因?yàn)镃RC檢查失敗，該算法假設(shè)正在傳輸一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)分組(數(shù)據(jù)分組B)。在點(diǎn)E，接收一個(gè)標(biāo)記，所以在數(shù)據(jù)分組D到達(dá)點(diǎn)D1之前該算法檢查數(shù)據(jù)分組B中的CRC。該CRC檢查將失敗，因?yàn)閿?shù)據(jù)分組B沒有完成傳輸。由于CRC檢查失敗，該算法假設(shè)正在傳輸一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)分組(數(shù)據(jù)分組C)。在點(diǎn)F，CRC檢查成功，因此數(shù)據(jù)分組C已經(jīng)完成傳輸。在點(diǎn)G，進(jìn)行兩個(gè)CRC檢查。進(jìn)行兩個(gè)檢查是因?yàn)橛锌赡芾妹總€(gè)分組之間的標(biāo)記把數(shù)據(jù)分組串接起來，該標(biāo)記作為前一分組的結(jié)束標(biāo)記和下一分組的開始標(biāo)記。接收機(jī)不知道從點(diǎn)F1到點(diǎn)G的數(shù)據(jù)分組是跟隨數(shù)據(jù)分組C的第二中斷分組還是數(shù)據(jù)分組B的繼續(xù)。因此，該算法對(duì)點(diǎn)F1到點(diǎn)G的數(shù)據(jù)分組執(zhí)行CRC檢查。如果CRC匹配，則是跟隨數(shù)據(jù)分組C的第二數(shù)據(jù)分組。替代地，該算法可以對(duì)在點(diǎn)D標(biāo)記之后的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行CRC檢查并且連續(xù)檢查到點(diǎn)G(不包括CRC)和排除從點(diǎn)E到點(diǎn)F1的數(shù)據(jù)分組。如果CRC在點(diǎn)G檢查無誤，則分組B良好。在點(diǎn)H，該算法執(zhí)行在點(diǎn)G所執(zhí)行的相同功能。如果CRC在點(diǎn)H檢查無誤，數(shù)據(jù)分組A被解碼。
情況2具有比特誤碼的2級(jí)中斷(參照?qǐng)D2)為了該情況的目的，假設(shè)比特流在點(diǎn)D1惡化。任何水平的比特誤碼將影響該分組加上它之下的所有待決分組。由于假設(shè)這極少發(fā)生，認(rèn)為這是可以接受的，因?yàn)閭鬏斨械姆纸M無論如何都將被丟失。該方法還允許另外丟失潛在分組，但是通過定義，無論如何都不是高優(yōu)先級(jí)。在D，標(biāo)記被接收，所以剛剛在數(shù)據(jù)分組A到達(dá)點(diǎn)D之前該算法檢查數(shù)據(jù)分組中的CRC。CRC檢查將失敗，因?yàn)閿?shù)據(jù)分組A沒有完成傳輸。由于CRC檢查失敗，該算法假設(shè)正在傳輸一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)分組(數(shù)據(jù)分組B)。在點(diǎn)E，標(biāo)記被接收，所以剛剛在數(shù)據(jù)分組B到達(dá)點(diǎn)D1之前該算法檢查數(shù)據(jù)分組B的CRC。CRC檢查將失敗，因?yàn)閿?shù)據(jù)分組B沒有完成傳輸。因?yàn)镃RC檢查失敗，該算法假設(shè)正在傳輸一個(gè)更高優(yōu)先級(jí)分組(數(shù)據(jù)分組C)。在點(diǎn)F，CRC檢查成功，因此數(shù)據(jù)分組C已經(jīng)完成傳輸。在點(diǎn)G，CRC檢查失敗。該算法然后假設(shè)數(shù)據(jù)分組A的剩余部分是新的數(shù)據(jù)分組，這是不正確的。在H的標(biāo)記之后，如果由該算法檢測(cè)到空閑碼型，該算法以兩個(gè)方式之一起作用(1)該分組堆棧被刪除并且數(shù)據(jù)分組A和B丟失，或(2)如果另一個(gè)數(shù)據(jù)分組跟隨在點(diǎn)H，該算法等待分組B所跟隨的分組A超時(shí)。在任何一個(gè)情況下，數(shù)據(jù)分組A和B丟失。
情況3一旦啟動(dòng)就將接收機(jī)同步，沒有比特誤碼(參照?qǐng)D2)為了第三種情況的目的，假設(shè)接收機(jī)在點(diǎn)D1重新啟動(dòng)和出現(xiàn)。在點(diǎn)E，接收機(jī)獲得第一標(biāo)記。該算法放棄點(diǎn)E之前出現(xiàn)的數(shù)據(jù)分組。在點(diǎn)F1，該算法對(duì)數(shù)據(jù)分組C的CRC解碼，因?yàn)闆]有正在傳輸中斷更高優(yōu)先級(jí)分組。在點(diǎn)G1，該算法檢查在點(diǎn)F1和點(diǎn)G1之間出現(xiàn)的數(shù)據(jù)分組的CRC。這些點(diǎn)之間的CRC檢查失敗。接收機(jī)假設(shè)從點(diǎn)F1到點(diǎn)G1的數(shù)據(jù)分組是中斷分組，這是不正確的。在點(diǎn)H1，接收機(jī)檢查CRC并且這也失敗。最后，在點(diǎn)F和G啟動(dòng)的定時(shí)器將超時(shí)并且它們的部分分組將被放棄并且接收機(jī)將正常工作。一旦同步，該算法放棄分組直到所有部分分組被清除出鏈路。替代地，該算法將被編程以等待直到共享分組通道58被清空?？墒?，這將導(dǎo)致丟失的數(shù)據(jù)分組。
圖3表示了一種數(shù)據(jù)分組發(fā)送流程圖，說明了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的數(shù)據(jù)分組發(fā)送算法的一個(gè)實(shí)施例。圖3提供了關(guān)于分組優(yōu)先級(jí)化和傳輸算法100在更高優(yōu)先級(jí)輔助數(shù)據(jù)正被傳輸時(shí)如何解決低優(yōu)先級(jí)分組數(shù)據(jù)傳輸延遲的問題的進(jìn)一步細(xì)節(jié)。該過程從數(shù)據(jù)分組被傳輸?shù)牟襟E102開始。在步驟104，具有高優(yōu)先級(jí)的第二數(shù)據(jù)分組開始傳輸。為舉例目的，假設(shè)第二數(shù)據(jù)分組具有比具有低優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)分組更高的優(yōu)先級(jí)。一旦確定第二數(shù)據(jù)分組具有比第一數(shù)據(jù)分組高的優(yōu)先級(jí)，第一數(shù)據(jù)分組被提前結(jié)束。第一數(shù)據(jù)分組的剩余部分則被存儲(chǔ)。在圖3的步驟106和108中說明這部分過程。在分組首部被標(biāo)記之后，較高優(yōu)先級(jí)分組數(shù)據(jù)被傳輸。這在圖3的步驟112表示。一旦第二數(shù)據(jù)分組被傳輸，第一數(shù)據(jù)分組的剩余部分被傳輸給信號(hào)恢復(fù)設(shè)備(步驟112)。
圖4表示了數(shù)據(jù)分組接收流程圖，說明根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的分組優(yōu)先級(jí)化和傳輸算法的另一個(gè)實(shí)施例。分組優(yōu)先級(jí)化和傳輸過程在數(shù)據(jù)分組流被接收的步驟202開始。在步驟204，由控制器56接收一個(gè)標(biāo)記，該標(biāo)記是數(shù)據(jù)分組的開始或數(shù)據(jù)分組的結(jié)束。在由控制器56接收標(biāo)記之后，在數(shù)據(jù)分組上執(zhí)行循環(huán)冗余碼檢查(步驟206)。該循環(huán)冗余碼檢查確定正傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組是完整數(shù)據(jù)分組還是一部分?jǐn)?shù)據(jù)分組。如果該數(shù)據(jù)分組循環(huán)冗余碼檢查失敗，則該算法被編程以檢查具有與正傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組相同優(yōu)先級(jí)的所有部分分組的CRC(步驟208)。如果在相同優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)分組中有未經(jīng)歷CRC檢查的數(shù)據(jù)分組，則該算法被編程以與該優(yōu)先級(jí)的以前部分分組連接(步驟210)。在步驟210完成之后，該算法被編程以檢查數(shù)據(jù)分組的CRC。實(shí)際上，該算法返回到步驟206。如果在該優(yōu)先級(jí)的所有部分分組已經(jīng)經(jīng)歷了CRC檢查，則有一個(gè)錯(cuò)誤并且該算法被編程以放棄當(dāng)前正傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組(步驟212)。如果數(shù)據(jù)分組通過了循環(huán)冗余碼檢查，則該算法對(duì)數(shù)據(jù)分組進(jìn)行解碼(步驟214)。在步驟216，較高優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)分組被接收直到接收到另一個(gè)標(biāo)記(步驟204)。上述過程持續(xù)到所有數(shù)據(jù)分組已經(jīng)被傳輸和被接收。
盡管已經(jīng)參照了優(yōu)選實(shí)施例描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解可以在形式和細(xì)節(jié)上進(jìn)行改變而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.在一個(gè)利用共享分組通道傳輸多種類型分組而每種分組具有不同優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)中，一種用于在共享分組通道中添加多個(gè)分組的方法，該方法包括步驟標(biāo)記具有低優(yōu)先級(jí)的分組的分組首部，以標(biāo)識(shí)待決分組，從而允許具有高優(yōu)先級(jí)的分組的傳輸；提前結(jié)束具有低優(yōu)先級(jí)的分組的傳輸；將具有低優(yōu)先級(jí)的分組的剩余部分放置在存儲(chǔ)設(shè)備中；傳輸具有高優(yōu)先級(jí)的分組；和一旦具有高優(yōu)先級(jí)的分組完成傳輸就傳輸具有低優(yōu)先級(jí)的分組的剩余部分。
2.權(quán)利要求1的方法，其中提前結(jié)束具有低優(yōu)先級(jí)的分組的傳輸?shù)牟襟E進(jìn)一步包括在該分組被分開處插入分組標(biāo)記的步驟。
3.權(quán)利要求1的方法，其中標(biāo)記分組首部的步驟進(jìn)一步包括確定輸入分組的優(yōu)先級(jí)的步驟。
4.權(quán)利要求1的方法，其中標(biāo)記分組首部的步驟進(jìn)一步包括周期性地檢查正傳輸?shù)臄?shù)據(jù)分組的優(yōu)先級(jí)的步驟。
5.權(quán)利要求1的方法，其中標(biāo)記分組首部的步驟進(jìn)一步包括標(biāo)識(shí)低優(yōu)先級(jí)分組和標(biāo)識(shí)高優(yōu)先級(jí)分組的開始的步驟。
6.權(quán)利要求1的方法，其中標(biāo)記分組首部的步驟進(jìn)一步包括標(biāo)識(shí)低優(yōu)先級(jí)分組的中斷的步驟。
7.權(quán)利要求1的方法，其中標(biāo)記分組首部的步驟進(jìn)一步包括標(biāo)識(shí)被中斷的分組的步驟。
8.權(quán)利要求1的方法，其中在存儲(chǔ)設(shè)備中放置具有低優(yōu)先級(jí)的分組的剩余部分的步驟進(jìn)一步包括將該分組的剩余部分轉(zhuǎn)送到一個(gè)隊(duì)列的步驟。
9.在一個(gè)被設(shè)計(jì)用于傳輸多種類型分組而每種分組具有不同優(yōu)先級(jí)的網(wǎng)絡(luò)中，一種用于添加多個(gè)分組以在共享分組通道中實(shí)現(xiàn)可預(yù)測(cè)的傳輸?shù)脑O(shè)備，該設(shè)備包括共享分組通道；信號(hào)發(fā)送裝置，通信地連接到共享分組通道；控制器，連接到共享分組通道；和信號(hào)接收裝置，連接到共享分組通道，其中分組優(yōu)先級(jí)化和傳輸算法被存儲(chǔ)在控制器中并由控制器使用以調(diào)節(jié)通過共享分組通道的分組傳輸。
10.權(quán)利要求9的設(shè)備，其中控制器被編程以在提前結(jié)束具有低優(yōu)先級(jí)的分組的傳輸之后在該分組被分開之處插入一個(gè)分組標(biāo)記。
全文摘要
一種分組優(yōu)先級(jí)化和傳輸算法,用于按需通過共享分組通道傳輸具有不同優(yōu)先級(jí)的數(shù)據(jù)分組。該算法包括提前結(jié)束具有低優(yōu)先級(jí)的分組的傳輸;將具有低優(yōu)先級(jí)的分組的剩余部分放置在存儲(chǔ)裝置中,在存儲(chǔ)裝置中保持具有低優(yōu)先級(jí)的分組的數(shù)據(jù),傳輸具有高優(yōu)先級(jí)的分組,一旦具有高優(yōu)先級(jí)的分組完成傳輸就傳輸具有低優(yōu)先級(jí)的分組的剩余部分,標(biāo)記具有低優(yōu)先級(jí)的分組的分組首部以標(biāo)識(shí)待決分組來允許傳輸具有高優(yōu)先級(jí)的分組;和確定輸入分組的優(yōu)先級(jí)。
文檔編號(hào)H04L12/56GK1351439SQ0113423
公開日2002年5月29日 申請(qǐng)日期2001年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月26日
發(fā)明者邁克爾W·貝奇奧斯基, 邁克爾·克洛斯, 德里克·奧克斯利 申請(qǐng)人:摩托羅拉公司