CN111194056B

CN111194056B - 数据分组的封装

Info

Publication number: CN111194056B
Application number: CN201911108979.3A
Authority: CN
Inventors: B·保韦尔斯; Y·勒费夫尔; J·梅斯
Original assignee: Nokia Solutions and Networks Oy
Current assignee: Nokia Solutions and Networks Oy
Priority date: 2018-11-15
Filing date: 2019-11-13
Publication date: 2023-08-01
Anticipated expiration: 2039-11-13
Also published as: US20200162395A1; EP3654596B1; EP3654596A1; CN111194056A; US11196676B2

Abstract

示例实施例描述了一种发射器(200)，该发射器(200)包括数据封装电路系统(230)，用于将数据分组封装到数据传输单元(DTU)中，以用于在通信介质(201)上进一步传输；数据分组具有相应的服务质量(QoS)容差；并且其中数据封装电路系统被配置为对(234)具有较低QoS容差的第一数据分组在通信介质上的传输进行延迟，并且将第一数据分组成(236)组在可用于第一数据分组的传送的DTU的子集中。

Description

数据分组的封装

技术领域

各种示例实施例尤其涉及发射器、订户设备、接入点以及用于将数据分组封装到数据传输单元(DTU)中的相关方法。

背景技术

在发射器处，一个或多个数据分组被封装到更大的数据容器结构或DTU中，并且作为单个数据单元在通信介质上被传输。数据分组可以具有一个或者多个服务质量(QoS)相关参数，这些参数标识在通信系统的特性可以如何影响由数据分组执行的通信的QoS上存在什么限制。这些特性可以例如涉及分组丢失、分组误差、延时、分组的无序递送和分组延迟变化。

针对将数据分组封装到DTU中的解决方案考虑通信介质的这些特性，并且支持用于满足具有不同QoS相关参数的数据分组的QoS需求所需的额外机制。

发明内容

现有的QoS的区分方案的问题在于，它们在针对QoS进行区分传输行为时可能具有不可预测的效率，并且因此，可能负面影响通信的带宽效率。本公开的目标是提供改进的解决方案。

根据本公开的第一示例方面，该目标可以通过发射器来实现，该发射器包括数据封装电路系统，该数据封装电路系统用于将数据分组封装到数据传输单元(DTU)中，以用于在通信介质上进一步传输；该数据分组具有相应的服务质量(QoS)容差。数据封装电路系统被配置为对具有较低QoS容差的第一数据分组在通信介质上的传输进行延迟，并且将第一数据分组分组为在可用于第一数据分组的传送的DTU的子集中。

换言之，针对能够传送具有较低QoS容差的第一数据分组的N个连续DTU的组，该第一分组被集中在这个组中的平均M个DTU的严格子集中，其中M和N是正整数，并且M低于N。

作为结果，第一数据分组或者利用第一数据分组部分所填充的DTU被延迟，直到针对该子集的DTU的下一次传输机会。换言之，尽管第一数据分组具有比其他数据分组较低的QoS容差，它们仍然关于这些其他数据分组被延迟。这意味着，平均地，与使第一数据分组的封装和传输优先的解决方案相比，或者与不根据用于传输的QoS容差来使数据分组优先的解决方案相比，第一数据分组将展现额外的延迟。另一方面，因为第一数据分组被集中在DTU的子集中，并且没有在所有的DTU上扩展，具有第一数据分组的、更少的DTU将被传输。通常地，包含具有较低QoS容差的数据分组的DTU将必须以更高的优先级被传输，或者比其他DTU更经常和更快地被重传。因此，因为更少的DTU包含第一数据分组，并且更少的该DTU驻留在干扰情况下的发射器中，所以通信服务将从在通信介质上的任何干扰中更有效地恢复，即相较于仅使第一数据分组的封装和传输的优先的解决方案，第一数据分组将更快地或者以更高的完整性向接收器被递送。此外，由于较低的容差分组被集中在DTU的子集中，发射器可以在较低的QoS容差的DTU和具有较高的QoS容差的DTU之间进行区分。

被用于第一数据分组的传输的DTU的子集可以被隐含地定义为延迟的结果，或者反之亦然，该延迟可以基于将被使用的DTU的子集而被确定。例如通过动态地或者静态地定义从具有较低QoS容差的第一数据分组的接收到包含第一数据分组(和具有相同的QoS或者不同的QoS的可能的另外的数据分组)的DTU的实际传输要等待的延迟，子集被隐含地定义。通过动态地或者静态地确定将被用于传输第一数据分组的DTU的子集，直到子集的下一次传输机会的延迟被隐含地定义。

QoS容差可以(例如)涉及以下中的至少一项：延迟容差和丢失容差。延迟容差用于指示包含数据分组的通信相对于某些展现的延迟的容差。丢失涉及在通信介质上的传输期间的数据分组的丢失，例如，通过在通信介质上的干扰。丢失容差然后指示通信相对于被传送的数据的完整性的妥协的容差，例如数据块的丢失，在这些数据块中的个体比特或者比特序列的破坏，以及额外的数据块或者其部分的插入。

因为以上封装机制产生具有第一数据分组的更少的DTU，具有第一数据分组的、更少的DTU将被丢失。因为如此，更少的主动的或者被动的重传将必须被执行，并且更多的带宽将可用于这种重传。此外，平均地，更少的第一数据分组将被丢失。此外，由于更少的DTU将需要被重传，所有的DTU将体验更少的平均延迟。

根据示例实施例，子集和/或延迟基于以下中的至少一项而被确定或者调整：

-调度信息；

-第一数据分组的业务负载；

-总业务负载；

-第一数据分组的到达模式；

-与第一数据分组的较低QoS容差相关联的QoS要求；

-关于通信介质的信息；以及

-关于在传输介质上的干扰的信息。

根据示例实施例，数据封装电路系统进一步包括重传缓冲器，该重传缓冲器用于用于缓冲所传输的DTU；并且数据封装电路进一步被配置为使子集的DTU的重传优先。

DTU的重传是用以改进在通信介质上被传输的DTU的丢失比率的机制。由于在DTU的子集中的第一数据分组的集中允许在QoS容差方面在DTU的子集之间进行区分，所述不同子集的DTU的重传的优先化是可能的。通过进一步优先化子集的DTU的重传，在通过承载具有更低延迟容差的数据分组来区分DTU的子集的情况下，第一数据分组所展现的平均延迟将被减少。此外，由于只有DTU的子集将需要被优先化重传，因此，针对重传自身的延迟还将被进一步减少。

根据示例实施例，数据封装电路系统进一步包括重传缓冲器，该重传缓冲器用于缓冲所传输的DTU；并且数据封装电路系统进一步被配置为针对子集的DTU(504)配置更高数目的重传机会。

通过赋予子集的DTU更多的重传机会，第一数据分组的丢失比率将优于其他数据分组的丢失比率。由于更少的DTU将驻留在重传缓冲器中，在存在全部传输带宽上边界情况下，更多的重传机会可以被分配，并且同时关于低延迟。此外，通过校正由干扰所导致的DTU损失，将丢失更少的传输容量。

根据示例实施例，数据封装电路系统进一步被配置为：对第二数据分组与DTU的子集中的具有较高QoS容差的第二数据分组进行多路复用。换言之，可能发生子集的DTU将被传输但是尚未被第一数据分组完全填充。在该情况下，该DTU进一步被填充有其他数据分组。因此，子集的DTU仅被保留用于第一数据分组，但是，当下一次传输机会到期时，子集的DTU进一步利用具有较高QoS容差的其他数据分组而被完成。这使得可用的传输带宽更加有效的使用。

根据示例实施例，数据封装电路系统被进一步配置为，当足够的第一数据分组可用于填充完整的DTU时，传输具有第一数据分组的完整的DTU，而不进行进一步的延迟。

换言之，子集的DTU不需要以按照规律或者预定的传输机会被发送。当足够的第一数据分组可用于填充完整的子集的DTU时，完整的DTU被尽快传输。这允许进一步减少第一数据分组的平均延迟。

根据示例实施例，通信介质是有线的点对点或者点对多点的通信介质，例如，光纤、线缆或者基于双绞线的通信介质。

传输可以是基于DSL的传输。在该情况下，数据分组对应于DSL DTU帧。

备选地，通信介质是无线点对点或者点对多点的通信介质。

根据示例实施例，公开一种用户设备，该用户设备包括根据第一示例方面的发射器。

根据示例实施例，公开一种接入节点，该接入节点包括至少一个根据第一示例方面的发射器。

根据第二示例方面，公开一种方法，包括：

-将数据分组封装到数据传输单元(DTU)中，以用于在通信介质上进一步传输；数据分组具有相应的服务质量(QoS)容差；

-对具有较低QoS容差的第一数据分组在通信介质上的传输进行延迟；以及

-将第一数据分组分组在可用于第一数据分组的传送的DTU的子集中。

附图说明

现在将参考附图描述一些示例实施例。

图1A示出了数据传输单元DTU的示例实施例，其中低延迟容差LDT数据分组被集中在DTU的子集中；

图1B示出了数据传输单元(DTU)的示例实施例，其中低延迟容差(LDT)数据分组被集中在DTU的子集中；

图2示出了包括封装电路系统的通信系统的示例实施例，该封装电路系统用于将数据分组封装进入DTU；

图3示出了具有较低QoS容差和较高QoS容差的数据分组的传输；

图4示出了在通信介质上的干扰期间具有较低QoS容差和较高QoS容差的数据分组的传输；

图5示出了根据示例实施例在通信介质上的干扰期间，通过发射器进行具有较低QoS容差和较高QoS容差的数据分组的传输；以及

图6A和图6B图示了将具有较低QoS容差的数据分组集中在DTU的子集中的其他示例。

具体实施方式

各种示例实施例尤其涉及发射器、用户设备、接入节点和用于将数据分组封装到数据传输单元(DTU)中的有关方法，该DTU支持服务质量(QoS)区别的的有关的方法。数据分组可能具有一个或多个服务质量(QoS)有关的参数，这些参数标识从通信系统预期何种服务的等级，并且因此，通信系统的特性如何可以影响由数据分组执行的通信的QoS。这些特性可能(例如)涉及分组丢失、分组误差、延时、分组的无序递送和分组延迟变化。用于将数据分组封装到DTU中的区分QoS的解决方案考虑通信介质的这些特性，以及对于具有不同QoS的相关参数的数据分组，这些特性如何不同地影响QoS。

为了这个目的，数据分组和包含这种数据分组的容器可以根据QoS容差或者其组合在某QoS等级上被组织。该QoS等级组织的一个示例是：

1.低延迟容差(LDT)和低丢失容差(LLT)，或者缩写为LDT&LLT；

2.低延迟容差(LDT)和高丢失容差(HLT)，或者缩写为LDT&HLT；

3.高延迟容差(HDT)和低丢失容差(LLT)，或者缩写为HDT&LLT；以及

4.高延迟容差(HDT)和高丢失容差(HLT)，或者缩写为HDT&HLT。

“低”和“高”应当被理解为相对的资质。原则上，多于2级的延迟和损失或破坏容差或者其他QoS有关特性的区别可以被定义。有利地是，在实际实现中，不多于8个QoS类别被区分以用于数据分类和转发，并且只有2到4个QoS类别被区分以用于在通信介质上的数据传输，这些数据传输易于受到传输限制(类如有限的带宽、因传输误差造成的结构的或者临时的)。

如当前在ITU-T G.9700和G.9701中定义的G.fast数字用户线路(DSL)通信标准不支持QoS区分。DSL发射器产生朝向对等的DSL接收器的连续的DTU的单个流。每个DTU包含在序列中的任何QoS类别的数据分组(例如以太网分组)，该序列通过在前的分组处理互通功能(IWF)所产生。

在ITU-T SG15下的G.mgfast DSL通信标准项目不同于G.fast项目，因为它将通过在通信介质上的上游装备与一个或多个下游装备的每个下游装备之间引入多个逻辑QoS路径来引入QoS区分，该通信介质在逻辑QoS路径的每个QoS路径的两个方向上具有分离的背压(back pressure)。DSL发射器仍然生成朝向接收器的连续DTU的单个流。在一个可能的方法中，每个DTU可以包含多个数据分组，任何QoS类别的每个QoS类别。同样地，每个DTU被标记有标签，该标签反映其包含的不同数据分组QoS类别的最高需求的QoS类别。将多个QoS类别的数据分组传送到相同DTU中的能力产生高传输效率，因为DTU具有固定的大小，以易于时域同步。未使用的容量将导致非工作保存操作，从而浪费数据传送容量。根据最高需求数据分组QoS类别，例如它们包含的数据的最大延迟或者丢失容差，将多个QoS类别的数据分组插入相同的DTU减少了区分DTU的机会。通过在前的分组处理IWF所产生的数据分组序列可以按照在G.mgfast接口处(通常2到4个)所支持的多个逻辑QoS类别中的原始QoS类别(通常是八个)的函数被改变，以及按照被配置用于每个QoS类别的特定测量的原始QoS类别的函数被改变。该测量可以包括：i)在同一个DTU内在发射器侧处没有优先级、先占或者被先占，因为采用LDT分组的HDT分组的先占允许改进在后的分组类型相对于在先的分组类型的定时；ii)针对承载LDT分组的被破坏的DTU的重传的优先级；iii)针对承载LDT数据分组的新的DTU的传输的优先级该LDT数据分组在仅承载HDT数据分组的被破坏的DTU的重传之上；iv)前向错误校正(FEC)数据块交织的添加，或者针对LLT DTU的更高数目的重传机会；v)承载LDT/LLT数据分组的DTU的主动重传；vi)用于承载HDT&LLT数据分组的DTU的被动重传机会的可配置的数目；vii)用于在接收器端处数据分组的释放的优先级；以及viii)完全无需等待重传或者在等待只有受限数目的重传周期内的、在接收器处的数据分组的释放。然而，对于测量ii)到vi)，为了具有有意义的效果，只有全部DTU的一部分需要展现更低最大延迟容差或者丢失容差。对于基本上导致在每个DTU或者几乎每个DTU中的至少一个LDT或者LLT数据分组的插入的数据分组到达模式，在业务破坏条件期间或者之后、或者在由对等的接收器侧的背压之后，不会有测量将产生对所关注的分组的改进延迟或者改进开销处理。

无线数据通信和基于无线电的数据通信也可以应用QoS区分，例如当应用包含用于不同服务的数据分组的DTU的传输时，例如以太网数据分组。通过逐将被区分的每个QoS类别来应用不同的DTU类型，并且还通过逐将被传输的或者要重传的每个DTU类型来应用适合的传输调度训练，一些无线或者无线电系统支持QoS区分。该方法允许对包含LDT或者LLT数据的全部DTU进行优先化。问题在于需要可变大小的DTU，或者导致具有更低延迟或者丢失容差的QoS类别业务的无效率传输，即要求更高的传输优先级，添加额外的冗余(FEC)，数据块交织或者更高数目的重传机会。

以上解决方案应用更大的块或者数据的容器的重传、包含更少的自动数据分组的DTU的重传，例如以太网数据分组或者DTU帧，以用于保护整体通信免收不可接受的数据丢失概率的影响。该数据损失保护机制的不需要的副作用是可能创建不可忽略并且有时不可接受的延迟或者延迟变化。这种竞争可能是由在之前的传输(或者重传)期间被破坏的DTU的重传所导致的，同时还有新的数据业务在带宽受限的通信介质上存在。

该附加的DTU延迟和延迟变化的减轻需要在DTU级别上的QoS区分，以用于管理由所使用的损失避免技术所引入的延迟。一种解决方案是定义不同的DTU类型，每个DTU类型只包含在有限的延迟或者丢失容差范围内的数据分组。然后，用于不同范围的DTU可以被优先用于传输(重传)。为了限制传输调度复杂性和传输开销，这些DTU优选地具有固定的大小。同样，为了获得关于延迟或者损失的所需的QoS，LDT或者LLT数据分组的共享可能不超过可用的通信介质带宽的一部分。与用于低延迟或者丢失容差的该专用的DTU类型有关的问题在于，这是没有效率的，因为根据该业务的实际份额，DTU太小或者部分为空。

另一解决方案是以接收的顺序针对封装多个QoS类别的数据分组应用单个DTU流，但是利用其包含的数据分组的相关的QoS特性来标记每个DTU。问题在于这只在有限范围的数据速率和用于LDT或者LLT数据分组的到达模式内起作用。一旦个体LDT分组或者LLT分组的数据速率接近或者超出具有准成形(quasi-shaped)到达模式的所传输的DTU的速率，就不再可能进行进一步的区分。所有的业务(包括LDT或者HLT数据分组)将遭受全部附加延迟和数据速率损失，这是由所应用的数据保护测量导致的。

根据示例实施例，具有特定类型或者QoS需求的类别的数据分组被集中在可用于那些数据分组的DTU的子集中。容器或者DTU可以被进一步完成或者与其他QoS类别的数据分组被多路复用，通常展现更高的负载和更低严格的QoS需求。这允许提供在STU之间进行区分的确定量，使得他们可以根据它们携带的数据分组的最高需求QoS需求而被处理。该机制进一步确保QoS区分，而无关于不同的QoS类别数据分组到达模式和负载，甚至是当DTU以数据速率节省方式被填充时，例如利用不同QoS类别的数据分组，从而避免传输量的损失。被集中在DTU的子集中并且比其他数据分组展现更严格的QoS需求的数据分组还被称为具有较低QoS容差的数据分组。例如，具有较低QoS容差的分组可以被分类为LDT和/或LLT。

图1A和图1B图示了将具有较低QoS容差的数据分组集中在相应的DTU 100-105的子集100、103和相应的DTU 110-116的子集110、114中的两个示例。更普遍地，如果在某传输窗中的可用的DTU的总量为N，则较低QoS容差的DTU被集中在N个可用的DTU中的M个DTU的子集中，其中M小于N。换言之，较低QoS容差的数据分组被集中在可用于较低QoS容差数据分组的传输的可用的DTU的有限的部分M/N中。M个DTU 100、103和110、114可以进一步被分隔，尽可能彼此隔开。该集中不可避免地涉及较低QoS容差的数据分组的附加的延迟，甚至在传输管道中没有进一步的延迟存在的正常的业务条件下，因为这些数据分组被排除在可用的DTU的平均(1-M/N)的剩余部分的封装之外，并且在一定程度上被强行封装在DTU的平均(M/N)的剩余部分中。在M个DTU的子集中的未使用的容量可以进一步被较高QoS容差的数据分组所填充。通过排除，附加的平均时间延迟(1/2)*(N/M)*(DTU持续时间)被强加于较低QoS容差的数据分组。这通常比可能的传输干扰事件的持续时间小几个数量级，可能的传输干扰事件可能发生在有线传输介质和无线传输介质上，例如在DSL铜双绞上的几毫秒。当重传仅针对子集的DTU被执行时，用于被包含在DTU的子集中的LLT数据分组的重传延迟的减少平均为(1-M/N)*(传输干扰事件的持续时间)，包含在DTU的子集中的LLT数据包被存储以用于在该干扰事件之后的重传。

图6A和图6B图示了将具有较低QoS容差的数据分组集中的另一示例。在每个DTU中存在4个数据分组。根据其到达顺序，这些数据从0到35被排序。总共存在36个数据分组，这些数据分组中的8个是LDT数据分组(被指示为灰色，数据分组数字2、7、12、14、19、22、25、35)。LDT数据分组基于延迟T而被集中，延迟T定义了DTU周期的数目，通过DTU周期的数目，LDT数据分组可以在通信介质上被传输之前被延迟。在T被设置为2个DTU周期的示例中。不同于在DTU0中被传输，，LDT数据分组2被延迟T＝2DTU周期，并且在DTU 2中与LDT分组7一起被封装。DTU 2的其余被较高QoS容差数据分组10和11所填充。类似地，LDT数据分组12和14被延迟T＝2DTU周期，并且在DTU 5中与LDT数据分组19和22被组合，并且LDT数据分组25和35在DTU 8中被组合。作为该集中的结果，9个DTU中的仅3个DTU(＝T个DTU中的1个DTU)包含LDT数据分组。在存在充足的LDT数据分组来填充完整的DTU的情况下，不需要等待整个延迟T。相反，LDT数据分组可以在接下来的DTU中被传输。这在图6B中被图示，其中现在LDT数据分组12、13、18和19被封装在DTU 4中，即针对数据分组12和13只有1个DTU延迟。利用该方法，包含LDT数据分组的DTU的数目可以利用LDT业务的相对量很好地缩放(scale)。

图2图示根据示例实施例的发射器230。发射器230可以是更大的通信系统200的一部分，通信系统200进一步包括传输互通功能(IWF)、向发射器230提供数据分组的电路系统210、通信线路201、接收器250和接收IWF电路系统270。发射器230可以被包含在具有多个该发射器230的接入节点中，发射器230用于在相应的通信线路上的DTU的传输。接收器250可以被包含在上游接收节点、终止节点或者客户场所设备(CPE)中。类似地，发射器230还可以被包含在该上游接收节点、终止节点或者上游传输的CPE中，以用于到位于接入节点中的相应的接收器250的DTU的上游传输。通信系统200可以(例如)是G.mgfast通信系统的部分。

传输IWF电路系统200包括分组处理单元(PP)211，PP 211根据起源、终点、所需的改变和QoS类别对数据分组进行分类。然后，分组被转发到业务管理器(TM)212，根据被指派给数据分组的一个或多个链路-层QoS类别，TM 212将数据分组转发给缓冲器或者队列213。然后，调度器214根据调度算法(例如加权的公平调度(WFQ)算法)从队列213取回分组。然后，根据在发射器230中使用的QoS路径或者信道对分组进行标注或者标记(215)，例如从8个QoS类别到4个QoS容差。然后，通过相应的接口电路系统216和231，分组在操作在链路层的IWF电路系统210和操作在物理层的发送器230之间被交换。

发射器230包括缓冲器或者队列233和DTU封装器236，缓冲器或者队列233用于根据(232)被标记的QoS容差来缓冲接收到的数据分组，DTU封装器236用于封装从缓冲器233取回的分组。为了执行具有较低QoS容差的数据分组的集中，发射器230还包括集中电路系统234，集中电路系统234被配置为在其缓冲器中对具有较低QoS容差的分组进行延迟，使得它们仅被封装在可用的DTU的子集中。延迟的量和子集的大小可以是可配置的。

在图2的实施例中，延迟由在缓冲器233之后的集中电路系统来执行。备选地，对数据分组的延迟可以由沿传输路径的其他部件来执行。例如，延迟还可以在DTU封装器236之后或者之中的DTU级别上被执行。在该情况下，在数据分组到达时，具有较低QoS容差的数据分组被直接地封装在专用组件DTU中，但是该DTU的传输被延迟，直至下一次传输机会或者直至组件DTU全满。同时，具有较高QoS容差的数据分组被添加到分离的组件DTU，并且不再进一步被延迟。

发射器230还包括重传缓冲器239，重传缓冲器239用于根据所传输的DTU的QoS容差来缓冲被传输的DTU，即根据在DTU中的所有分组的最低QoS容差。对这方面，子集的DTU将具有比其他DTU较低的QoS容差。并非所有类型的DTU可以被重传。例如，HDT和HLT DTU可以被跳过重传。然后，另外的调度器237从封装器236中选择新的DTU，或者从重传缓冲器239中选择已传输的DTU。然后，调度器237可以使具有较低QoS容差的DTU的重传的优先级高于具有较高QoS容差的DTU的重传。此外，调度器237可以为具有较低QoS容差的DTU提供比具有较高QoS容差的DTU更高数目的重传。然后，发射器230通过另外的传输逻辑在通信介质201上传输DTU(图中未示出)。

在接收器侧，遵循相反的过程。在接收器250中，接收到的DTU被解封装器251解封装为数据分组，并且根据数据分组的QoS容差，分组被解复用电路系统252存储在缓冲器253中。然后，分组被调度器254从缓冲器中取回并在接口电路系统255和271上被转发到IWF接收电路270。然后，根据链路层QoS类别将这些分组存储在IWF队列274中，并且由调度器275根据调度算法取回这些分组。

通过对具有较低QoS容差的数据分组进行延迟234，并且因此，将它们集中在DTU的子集中，承载该特定QoS类别的数据分组的DTU的数目被减少，即承载该QoS类别的业务的DTU的比率R相对于DTU的总负载的比率R被减少。这种区分在内容中，并且因此DTU的QoS容差允许区分有关的QoS方面和这些DTU在通信介质201上的传输的处理。具有特定QoS容差的数据分组的更少的DTU需要被传输，更多的机会可用于改进该类型的DTU的QoS体验。如果DTU无法关于其QoS容差而被彼此区分，则不太可能对介质上的DTU进行区分对待，该介质满足被包含在相应的DTU中的数据分组的QoS需求。

当DTU的子集总是被完全和排他地被所关注的QoS容差的数据分组填充时，实现用于平均比率R＝L_Q/L的理论上的下限；并且其中L_Q对应于具有所考虑的QoS类别的数据分组的业务负载，并且L是总业务负载。当：i)具有考虑的QoS容差的数据分组的业务负载L_Q足够高；ii)在应用低业务负载条件的情况下，则用于关注的QoS容差的数据分组的延迟容差应当足够高。实际上，这些条件不可能发生或者甚至不能被接近实现。对于相对小的L_Q/L比率，已经最差的情况，如果不承担进一步的测量，则比率R可能在1附近。通过在集中器234中实现的集中机制，平均比率M/N可能被维持在范围[(L_Q/L):(1-ε)]内，其中ε表示所考虑的数据分组的给定的最大延迟容差减去调度器237所预见的主动或者被动重传机会的所需次数可实现的集中增益。

针对具有较低QoS容差的数据分组(例如LDT数据分组和/或LLT数据分组)，集中是更优选的。这允许对子集的DTU的区分对待和更加优质的QoS对待，即部分或者完全被具有较低QoS容差的数据分组填充的DTU。对于利用具有较高QoS容差的数据分组排他地填充的DTU，该更加优质的处理在于QoS体验的成本。特别地，对于易于干扰的通信介质，限制(例如)具有较低QoS容差的数据分组的DTU的子集相对于所有DTU的比率，创建针对加快的或者优先的LDT DTU传输(或者重传)专用机会，或者在通信介质201上的干扰期间或者之后的专用LLT DTU重传频率策略。

根据示例实施例，发射器230根据如下机制操作：

1)根据在考虑中的通信介质上需要不同处理的QoS类别来分离数据分组。例如，该分离可以由解复用器232基于由在先的IWF电路系统210所执行的相同的或者更广的QoS分类来执行。

2)可以根据组合，对缓冲器233中的该特定QoS类别的数据分组进行缓冲和延迟。集中器234所允许的延迟的量和/或已选择的DTU的子集的大小可以基于不同的参数被选择，即基于如下的至少一项：

a)数据分组的最大延迟容差，并且因而DTU：这确定多长的数据分组可以在缓冲器233或者缓冲器239中被缓冲，因此，调度器237可以执行多少主动的或者被动的重传机会，即当最新的传输机会必须被调度时。

b)数据分组的最大丢失容差并且因而DTU：这确定对于在介质上的给定的干扰分布最少有多少主动的或者被动的重传机会必须被调度。

c)特定的编码需求：这确定什么额外的编码必须被应用于子集的DTU。

d)诸如调度信息的其他参数；第一数据分组的业务负载；总的业务负载；第一数据分组的到达模式；与较低QoS容差相关联的QoS需求；关于通信介质的信息；以及关于在通信介质上干扰的信息。

3)集中器234将针对所考虑的QoS容差的延迟数据分组插入在子集的下一个将被传输的DTU中。集中器234在子集的前一个DTU之后以DTU周期的N/M倍来执行该操作。

关于M的值以及：M和/或N可以是常数或者接近常数，即当干扰分布至少接近常数时，M在时间上相对于时间范围缓慢变化。在该情况下，参数M和N可以基于以下而被确定：业务负载L_Q、可用的DTU的传输间隔、以及干扰分布。备选地，M和/或N快速变化，即在N和M的实际顺序内。在该情况下，延迟和子集可以基于以下而被确定：i)关注的QoS类别的数据分组的瞬时负载；ii)用于DTU的传输的调度机会，即DTU的传输可能在时间上不是连续的过程，但是是由媒体共享和功率限制来确定的分离的过程；和/或iii)干扰的分布，即出现、在通信介质上的干扰的持续时间和密度。分布可以是预定义的或者通过通信介质的监测而被实时确定的。

更具体地，根据进一步的示例实施例，针对从IWF电路系统210到达的数据分组的调度规则如下：

1.如果具有较低QoS容差和较高QoS容差的数据分组在缓冲器233中同时可用，则：

a)缓冲较低QoS容差的数据分组，直至在最大允许的延迟到期之前的最新的DTU调度机会。如之前所建立的，该延迟可以被确定为最大延迟容差减去所需的主动的或者被动的重传机会的次数乘以其持续时间。这导致i)承载较低QoS容差的数据分组的M/N DTU的平均比率，以及ii)用于较低QoS容差的数据分组的平均N/(2*M)个DTU的附加的分组延迟变化(PDV)。

b)当DTU在下一个DTU调度机会未填满时，则利用在其他缓冲器239中可用的具有较高QoS容差的数据分组填充DTU。

c)在具有较低QoS容差的数据分组的缓冲器包含足够的数据分组以完全填充DTU的情况下，则不要等待最新的调度机会，但是立即封装DTU，并且对其进行调度以用于传输。通过该机制，还可以预期较低QoS容差的业务负载L_Q超过总数据速率的平均M/N的一部分的超载情形。

2.如果仅具有较低QoS容差的数据分组在缓冲器233中是可用的，则：

a)缓冲数据分组，直至在以上步骤1a下确定的最新的DTU调度机会，即仍然集中数据分组，从而减少潜在的重传的DTU的数目，以防干扰事件。

b)当DTU在最新的DTU调度机会处尚未完成时，则填充DTU并且对其进行调度以用于直接的传输。

c)在具有较低QoS容差的数据分组的缓冲器包含足够的数据分组以完全填充DTU的情况下，则不要等待最新的调度机会，但是直接封装DTU，并且对其进行调度以用于传输，类似于在以上步骤1c下所描述的。

3.如果只有具有较高QoS容差的数据分组在缓冲器233中是可用的，则：

a)缓冲这些具有较高QoS容差的数据分组，直至在以上步骤1a下确定的最新的DTU调度机会，即仍然集中数据分组，从而减少潜在的重传的DTU的数目，以防干扰事件。

b)如果DTU在被调度的传输机会处未填满，利用填充以较高QoS容差的分组来完成DTU。不利用自DTU重建的开始起可能已达到的较低QoS容差的数据分组来完成DTU，除非这些最新到达的数据分组的最大延迟容差无法通过等待用于那些分组的下一次DTU传输调度机会而被满足。

c)在具有较低QoS容差的数据分组的缓冲器包含足够的数据分组以完全填充DTU的情况下，则不要等待最新的调度机会，但是直接地封装DTU，并且对其进行调度以用于传输，类似于在以上步骤1c下所描述的。

根据示例实施例，以下QoS容差可以被定义，即，用于这些容差的每个容差的缓冲器233可以被构建：

1)HLT数据分组：这些不需要很多保护，即少数或者无重传机会。

2)LLT&LDT数据分组：这些需要有限数量的快速主动重传机会，其中最大集中间隔和最新的主动重传机会的总和必须小于最大延迟容差。

3)LLT&非常LDT数据分组：这些需要主动的重传机会，其中最大集中间隔和最新的主动重传机会必须小于最大延迟容差。

4)非常LLT&HDT数据分组：这些需要比平均更多的被动重传机会，其中最大集中间隔和最新的被动重传机会的总和小于最大延迟容差。

以上描述的调度机制可以(例如)使用更大的块、容器、DTU中的数据分组的分组，以及这些块的重传而被应用于任何媒体，以减轻突发数据传递干扰；对于任何类型的QoS特性，例如延迟容差、丢失容差、破坏容差和窥探容差。例如，在LLT数据的情况下，通过LLT数据分组的集中而在DTU之间的区分允许在专用数据保护测量中进行区分：FEC的添加，数据块交织的使用或者重传机会的数目的区分。

在线路干扰事件期间或者之后的DTU传输的调度可以进一步根据应用的特定需求来执行。例如，在G.mgfast通信系统的情况下，具有较低QoS容差的重传的DTU具有在较高QoS容差的重传DTU之上的优先级；或者具有较低QoS容差的新的或者重传的DTU具有在具有较高QoS容差的重传的DTU之上的优先级。

例如，如果LDT或者LLT数据分组可能只发生在平均一半的被传输的DTU中，即DTU封装每隔一个DTU跳过LDT数据分组或者LLT数据分组，则LDT数据分组或者LLT数据分组在正常操作期间将体验平均1/2的DTU持续时间的额外延迟。然而，在干扰之后，所有的LDT数据分组在需要重传所有受影响的数据的时间的1/2中被重传，这是因为它们所具有的在HLTDTU之上的优先级，或者只需要额外的FEC位的数量的1/2或者额外的DTU重传机会的数量的1/2的LLT数据分组，以用于充分保护。

根据示例实施例，G.mgfast系统必须存储一个DTU以用于在一个方向上的DTU的至少一个往返时间(RTT)期间的重传，以及在相反方向上的相关联的确认ACK消息。当(多个)DTU重传队列239因在DSL线路上正在进行的干扰而变满时，发射器230功能将向IWF电路系统210发送背压，这将停止从其TM 212QoS队列213中调度分组，并且因此，在这些队列213中临时存储将被传输的所有分组，直至干扰消除，并且背压升高。G.mgfast系统的RTT当前被估计为500毫秒。

图3示出在通信系统上的LDT数据分组303和HDT数据分组302的传送的时间表示，通信系统包括发射器330、通信介质301和接收器350。时间表示图示正常条件，即在此期间无干扰发生。到达的数据分组302、303被封装(336)在DTU 304、305中，并且在通信介质301上传输。同时，DTU 304、305与在DTU的每个DTU中封装的数据分组的最大延迟容差的指示被保持在重传队列339中。

图4图示在某持续时间T_D期间的通信线路301上有示例性的完全干扰420的情况下图3的业务模式如何改变。此外，在图3和图4的通信系统中，不存在用于在DTU之间进行QoS区分的机制，即它们图示根据前面的实施例的调度没有被应用的情形。该区别可能缺失是因为DTU没有被该QoS参数标记，或者因为几乎每个DTU包含具有较低QoS容差的至少一个数据分组的部分。在干扰420的时间处已从IWF电路传递至发射器330的所有数据分组，将展现由干扰所导致的具有相同延迟T_D的时间。通过在IWF电路系统中的QoS知晓分组调度的优点，只有在干扰期间在IWF电路系统中收回的数据分组将从快速传递中受益。

图5图示在持续时间T_D期间在线路上有相同的完全干扰420，但是当根据前面的实施例的应用QoS区别时(例如当图5的通信系统对应于具有连接于在通信介质501上的接收器550的发射器530的通信系统200时)图3的业务模式如何改变。在图5的示例中，比率R＝M/N＝1/2。在该情况下，所有的LDT数据分组503仅承受小于T_D的附加的延迟，所有的LDT数据分组503包括在干扰501开始的时间处已经从IWF电路系统传递至发射器530的LDT数据分组，被封装在DTU 505中并且呈现在LDT DTU重传队列539中的LFT数据分组。当干扰开始时，第一数据分组503将接管领先LDT数据分组的HDT数据分组502的大部分。一些HDT数据分组可能仍然被封装在LDT标记的DTU 505中，但是因为在接收器550处的分组序列中的孔，大多数将被保留。最后的LDT数据分组将接管所有领先的HDT数据分组，并且在粗略等于T_D/2的延迟之后到达。在干扰事件T_D持续比RTT更长的情况下，该影响将受限于(TD-RTT/2)，因为该机制对于存储在要重传的DTU 504、505中的数据分组有效。然而，由于后者的优先级调度，新的DTU将仅利用来自IWF电路系统的LDT数据分组来填充，并且如果具有LDT标记的新的DTU可以优先于仅具有HDT标记的大量要重传的DTU，则这些还将从快速传输中受益。

用于进行QoS区分的前面描述的机制对于使用案例而言也是受益的，在该使用案例中，执行DTU的主动重传以保护耕地的QoS容差的数据分组(例如，非常LDT&LLT分组)，但是没有或者更少具有较高QoS容差的分组，例如，HDT&(LLT或者HLT)分组。对于该使用案例，包含VLDT分组的任何DTU要被主动地重传(更加经常)。被包含在DTU中的任何HDT分组将不必要被重传，导致附加的开销。通过将VLDT分组集中在平均M/N个DTU中，确保了该开销仍然有限。

如在本文中所使用的，术语“电路系统”可以指以下的一个或多个或者全部：

(a)仅硬件的电路实现，诸如在只有模拟电路系统和/或数字电路系统中的实现；以及

(b)硬件电路软件的组合，诸如(在适用时)：

(i)(多个)模拟硬件电路和/或数字硬件电路与软件/固件的组合；以及

(ii)具有软件的(多个)硬件处理器的任何部分(包括(多个)数字信号处理器，软件，以及(多个)存储器，它们一起工作以使得装置(诸如移动电话或者服务器)执行各个功能)；以及

(c)(多个)硬件电路和/或(多个)处理器，诸如(多个)微处理器或者(多个)微处理器的部分，需要用于操作的软件(例如，固件)，但是当不需要操作时，该软件可能不会呈现。

电路系统的该定义应用于本申请中该术语的所有用途，包括在任何权利要求中。作为进一步的示例，如在本申请中所使用的，术语电路系统还覆盖了只有硬件电路或者处理器(或者多个处理器)或者硬件电路或者处理器的部分以及它的(或者它们的)附带的软件和/或固件。术语电路系统还覆盖了(例如以及如果适用于特定权利要求元件)用于移动设备的基带集成电路或者处理器集成电路，或者服务器中的类似的集成电路，蜂窝网络设备、或者其他计算设备或者网络设备。

尽管本发明已参考具体的实施例进行了说明，本领域技术人员能够清楚，本发明并不限于前面的说明性实施例的细节，并且本发明可以在不脱离其范围的情况下利用被实施为多种改变和变形。因此，当前实施例在各方面将被视为说明性的且非限制性的，本发明的范围由后附的权利要求而非前面的描述所指示，并且因此，在权利要求的范围内的所有的改变旨在包含其中。

此外，本申请的读者应当理解，词语“包括(compring或者comprise)”不排除其他元件或者步骤，词语“一(a或者an)”不排除多个，并且单个元件(诸如计算机系统，处理器，或者其他集成单元)可以完成在权利要求中列举的若干装置的功能。在权利要求中的任何参考符号不应被解读为限制相应的所关注的权利要求。当术语“第一”、“第二”、“第三”、“a”、“b”、“c”及其类似在描述或者权利要求中被使用时，被引入以在类似的元件或者步骤之间区分，并且不必须按照连续次序或者时间次序描述。类似的，术语“顶部”、“底部”、“在…之上”、“在…之下”及其类似被引入以用于描述的目的，并且不必须表示相对的位置。应当理解，在适当的情形下如此使用的术语是可互换的，并且本发明的实施例能够根据本发明以其他顺序操作，或者能够以不同于上文所描述的或者所说明的(多个)顺序来操作。

Claims

1.一种发射器(200，230，530)，包括数据封装电路系统(230，530)，所述数据封装电路系统(230，530)用于将数据分组(502-503)封装到数据传输单元DTU(100-105，110-116，504-505)中，以用于在通信介质(201，501)上的进一步传输；所述数据分组具有相应的涉及延迟容差的服务质量QoS容差；并且其中所述数据封装电路系统被配置为通过将具有较低的QoS容差的第一数据分组(503)集中(236，536)在可用于所述第一数据分组的传送的DTU的子集(100，103，110，114，505)中，来延迟(234，536)所述第一数据分组在所述通信介质上的传输，从而减少携带所述第一数据分组的DTU的数目。

2.根据权利要求1所述的发射器(200，230，530)，其中所述子集平均包括可用于所述第一数据分组的传送的N个DTU(100-105，110-116)中的M个DTU(100，103，110，114)，所述M个DTU(100，103，110，114)被用于所述第一数据分组的传送，M和N是两个非零正整数，其中M小于N。

3.根据权利要求1所述的发射器(200，230，530)，其中所述QoS容差还涉及丢失容差。

4.根据权利要求1所述的发射器(200，230，530)，其中所述子集和/或所述延迟基于以下中的至少一项而被确定或被调整：

-调度信息；

-所述第一数据分组的业务负载；

-总业务负载；

-所述第一数据分组的到达模式；

-与所述较低的QoS容差相关联的QoS要求；

-关于所述通信介质的信息；以及

-关于在所述传输介质上的干扰的信息。

5.根据权利要求1所述的发射器(200，230，530)，其中所述数据封装电路系统还包括重传缓冲器(239，539)，所述重传缓冲器(239，539)用于缓冲所传输的DTU(504，505)；并且其中所述数据封装电路系统还被配置为使所述子集的所述DTU(505)的重传优先。

6.根据权利要求1所述的发射器(200，230，530)，其中所述数据封装电路系统还包括重传缓冲器(239，539)，所述重传缓冲器(239，539)用于缓冲所传输的DTU(504，505)；并且其中所述数据封装电路系统还被配置为针对所述子集的所述DTU(505)配置更高数目的重传机会。

7.根据权利要求1所述的发射器(200，230，530)，其中所述数据封装电路系统还被配置为：对所述DTU的子集中的具有较高的QoS容差的第二数据分组(502)进行多路复用(236)。

8.根据权利要求1所述的发射器(200，230，530)，其中所述数据封装电路系统还被配置为：当足够的第一数据分组可用于填充完整的DTU时，传输具有所述第一数据分组的所述完整的DTU，而无需进一步的延迟。

9.根据权利要求1所述的发射器(200，230，530)，其中所述通信介质是有线点对点或者点对多点通信介质(201，501)。

10.根据权利要求9所述的发射器(200，230，530)，其中所述传输是基于DSL的传输，并且所述数据分组是DTU帧。

11.根据权利要求1所述的发射器(200，230，530)，其中所述通信介质是无线点对点或者点对多点通信介质。

12.一种订户设备，包括根据权利要求1-11中任一项所述的发射器。

13.一种接入节点，包括至少一个根据权利要求1-11中任一项所述的发射器。

14.一种封装数据分组的方法，包括：

-将数据分组(502-503)封装到数据传输单元DTU(100-105，110-116，504-505)中，以用于在通信介质(201，501)上的进一步传输；所述数据分组具有相应的涉及延迟容差的服务质量QoS容差；

-通过将具有较低的QoS容差的第一数据分组(503)集中在可用于所述第一数据分组的传送的DTU的子集(100，103，110，114，505)中，来延迟所述第一数据分组在所述通信介质上的传输，从而减少携带所述第一数据分组的DTU的数目。