CN1175144A - 基于其序列号检测丢失或误插入的包的方法 - Google Patents

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金德年
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Abstract

一种非同步传送模式系统中使用的方法,基于数据包中所获得的序号来检测丢失的或误插入的包,通过一个信道顺序地接收多个数据包。在检测包含在先前数据包的先前序号之后,发射先前的数据包到上层;并检测包含在当前的数据包中的当前序号;该方法基于先前和当前序号,确定先前数据包的状态信息,其中先前数据包的状态信息代表先前包是正常的,丢失的还是误插入的;并提供状态信息到上层。

Description

基于其序列号检测丢失或误插入的包的方法
本发明涉及到非同步传送模式(ATM)系统中处理序列号的方法，更具体地，涉及到这样的方法和装置，它用于ATM适配层，基于在ATM适配层的数据包中获得的序列号来检测丢失或误插入的包。
在由宽带综合业务数字网(B-ISDN)提供的高速数字传送率方面，具有很宽的应用范围，这些应用可采用多个不同的数据传送率来互相交换。
ATM是面向包的传送模式，其中可允许多个逻辑接连，以在单个实际接口中进行复用。在每个逻辑接连上的信息流被构成固定大小的包。没有链接-链接误差控制或流控制。
ATM中的逻辑控制被称为有效信道。有效信道是B-ISDN中交换的基本单元。在有效信道上的数据传送率可以改变，在该连接上固定大小的包的全双向流被交换。
ATM使用固定大小的包，如图1A所示，每个包由5字节开头和48字节信息埸组成。使用小的固定大小的包有几个优点。第一，使用小包可减少高优先权包的序列延迟，因为如果它在已经获准进入一个源的低优先权包之后到来，那么小包的等待时间比大包的等待时间要短。第二看上去固定大小的包能更有效地交换，这对于ATM的非常高的数据传送率是很重要的。
参见图1B，它显示了用户网络接口中的开头格式，其中，有4比特的一般流控制埸(GFC)，8比特的有效路径识别符(VPI)，16比特的有效信道识别符，3比特的有效荷载类型(PT)，1比特的包丢失优先权(CLP)和8比特的开头误差控制(HEC)。一般的流控制埸(GFC)用于端-端流控制。该GFC埸可用于控制几种不同数据种类的控制。有效路径识别符指示用户-用户或用户-网络的有效路径。有效信道识别符指示用户-用户或用户-网络的有效信道。有效荷载类型(PT)埸表示信息埸中的信息类型。包丢失优先权(CLP)用于在拥挤时提供到网络的引导。0值表示相当高优先权的包，它不会被放弃，除非没有其它的选择，1值表示该包要在网络中放弃。开头误差控制(HEC)埸为8比特的误差码，它能在开头中校正单比特误差并检测双比特误差。
图1C显示了网络内部的包开头格式。执行端-端功能的一般流控制埸未保留。取而代之的是，有效路径识别符埸从8比特扩展到12比特。这支持了进入网络的有效路径的扩展数，以包括支持的订户那些路径和用于网络维护的路径。
ATM的使用需要适配层支持不基于ATM的信息传送协议。参见图2A，显示了基于ATM的网络中所有功能等级，以给出ATM适配层(AAL)怎样实施消息模式业务的例子。信息块，即来自高层(HL)即用户输入数据的用户业务数据单元(U-SDU)经过AAL业务进入点(AAL-SAP)，被恢复为AAL业务数据单元(AAL-SDU)，成为先进先出。然后，收敛子层(CS)产生CS协议数据单元(CS-PDU)，其中，CS-PDU包括具有协议控制信息和填充的开头和结尾，以使CS-PDU成为32比特的整数倍，并下降到AAL分片和重新组装(SAR)的层。在AAL-SAR处，基于要发射的消息，该CS-PDU被分成一个或多个具有47字节的片段，每个片段结合有一字节的开头，以产生SAR-PDU，因此SAR-PDU经过ATM业务进入点(ATM-SAP)下降到ATM层。在ATM层，每个SAR-PDU被附加了5字节的ATM包开头，以产生53字节的ATM包，因此，经过实际层的一个或多个传输路径，ATM包被发射到另一端或ATM交换。
表1
    A类     B类     C类     D类
信源与信标之间的定时关系     需要的     不需要的
比特率   恒定的             可变的
连接模式     面向连接的     不连接的
AAL将信息变换成包并执行包的分片和重新组装。在业务领域，如表1所示定义了四种业务。
分类是基于以下因素而进行的，即在信源与信标之间是否必须保留定时关系，应用中比特传送率是否恒定，数据传送是面向连接的还是不连接的。作为A类的一个例子，业务为电路仿真。在这种情况下，使用恒定的的比特传送率，它需要信源与信标之间的定时关系，数据传送是面向连接的。B类的一个例子是可变比特率视频信号，它比如可用于电视会议。这儿，应用是面向连接的，定时关系是重要的，但比特传送率可按照埸景的活动量而改变。C和D类相应于数据传送应用。在这两种情况下，比特传送率可变化，不需要特定的定时关系；比特传送率的差别由终端系统使用缓冲器来对付。数据的传送可以是面向连接的(C类)或不连接的(D类)。
为了支持这些业务种类，在AAL水平定义了一组协议。该AAL层被构成为两个逻辑子层：收敛子层(CS)和分片与重新组装子层(SAR)。收敛子层提供AAL为其业务应用所需的功能。AAL的应用业务是通过业务进入点(SAP)进行的，它简单地代表应用的地址。因此，该子层是依赖于业务的。
分片和重新组装子层的职能是将从CS接收的信息打包成为传输包，并在另一端拆包。换句话说，SAR必须将任何SAR开头和结尾加上CS信息打包成48字节块。AAL协议类型1支持A类，类型2支持B类，如此等等。
图2B为AAL协议类型1列出了SAR等级的协议数据单元(PDU)的格式，其中，该格式由1字节的SAR-PDU开头和47字节的SAR-PDU有效荷载组成。SAR的唯一职能是将比特打包成传输包并在接收端拆开它们。每个块都伴有序列号(SN)，因此可捕捉到具有误差的PDU，其中序列号1比特的收敛子层指示符(CSI)和3比特的序列计数(SC)。具有3比特循环冗余检查码(CRC)的序号保护埸(SNP)是序号埸中用于误差检测并可能校正的误差码。
可是，为了通过处理多个序号来检测丢失的或误插入的包，必须将多个序号互相比较，因此，消息将延迟多个周期，并且需要大存贮器。结果，妨碍了消息的实时服务。
因此，本发明的基本目的是提供一种ATM适配层中使用的方法，基于ATM适配层的数据包中所获得的序号来检测丢失的或误插入的包，因此可能进行消息的实时业务。
按照本发明，所提供的一种非同步传送模式系统中使用的方法，基于数据包中所获得的序号来检测丢失的或误插入的包，其中数据包包含具有序号的开头，序号代表通过选择的信道而发射的数据包的次序，该方法包括下列步骤：
(a)通过一个信道顺序地接收多个数据包，其中数据包包括当前的数据包和先前的数据包；
(b)检测包含在先前数据包的开头中的序号；
(c)发射先前的数据包到上层；
(d)检测包含在当前数据包的开头中的序号；
(e)基于先前和当前序号，确定先前数据包的状态信息，其中先前数据包的状态信息代表先前包是正常的，丢失的还是误插入的；和
(f)将状态信息提供到上层。
通过下面结合附图对本发明的最佳实施例进行描述，本发明的上述目的和优点将更清楚。
图1A表示常规ATM包的数据格式；
图1B提供了用户网络接口中的开头格式；
图1C显示了网络结点接口的包开头格式；
图2A图示了基于ATM网络的整个功能等级；
图2B是ATM适配层中分片和重新组装(SAR)协议数据单元(PDU)的格式；
图3显示了关于ATM系统中序号处理的流程图，以检测按照本发明的丢失的或误插入的包；
图4图示了图3所示的第i个包的序号处理算法的流程图；和
图5表示了另一个流程图，它图示了ATM系统中序号的处理，以检测按照本发明的丢失的或误插入的包。
参见图3，它显示了本发明一方面关于ATM系统中序号处理的流程图，以基于数据包中所获得的序号检测按照丢失的或误插入的包，其中数据包包含具有序号的开头，序号代表通过选择的信道而发射的数据包的次序。首先，在步骤S9，从ATM层接收一个包即第i个包，在步骤S10，相同的内容被发射到高层，其中包含在第i个包的SAR开头中的第i个序号被存贮。在步骤S11，下一个包，即具有5字节开头和48字节信息埸的第(i+1)个包被接收，因此，从第(i+1)个包的SAR开头中取出第(i+1)个序号。在步骤S12，基于第(i+1)个序号来确定第i个包的第i个序号是否正确。换句话说，基于第(i+1)个序号来确定第i个包是正常的，丢失的还是误插入的。
参见图4，它是图示本发明一个重要方面的流程图，它与图3所示处理步骤S12的算法有关。在步骤S1，第i个序号SNi与第i个序号的预测值Exp_SNi相比较，其中第i个序号的期望号Exp_SNi是利用被确定为正确的先前序号来预测的。如果发现第i个序号与期望号Exp_SNi一致，则在步骤S2，确定第i个序号是正确的，并产生第i个正常信息，其中第i个正常信息表示第i个包是正常的，并通过将Exp_SNi加1来获得期望号Exp_SNi+1，以用于下一序号SNi+1的处理。相反，在步骤S3，下一序号即SNi+1与SNi的期望号Exp_SNi相比较。
在步骤S4，如果SNi+1＝Exp_SNi，则第i个包被认为是误插入的，因此产生第i个误插入信息，其中第i个误插入信息表示第i个包是错误的，因此，用于下一个序号SNi+1处理的期望号被保持为Exp_SNi。可是，在步骤S5，如果SNi+1不同于Exp_SNi，就确定原始的第i个包被丢失，因此产生第i个丢失4的信息，其中第i个丢失的信息表示在第i个包之前的一个或多个包已被丢失，期望号Exp-SNi+1用SNi+1代替，因此将利用基于当前序号SNi预测的期望号Exp_SNi+1来处理下一个SNi+1。
如图3所示，在下一个步骤S13，上述的第i个正常的，误插入的或丢失的信息作为第i个包的第i个状态信息被发射到高层。在步骤S14，i被增加1，然后，在步骤S15，i与整个序号N比较；在与整个序号N相对应的最后包被引入之前，重复步骤S10至S15。如果i＝N，第i个即第N个包被发射到高层，并终止过程。
参见图5，它显示了图示本发明的另一个流程图，基于ATM系统数据包中的序号处理来检测丢失的或误插入的包，其中基于第(i+1)个序号来检查第i个序号是否正确，然后，按照上述第i个序号的检查结果来发射或放弃第i个包。具体地，在步骤S20，从ATM层顺序发射第i个包，在步骤S21，从ATM层发射第(i+1)个包的第(i+1)个序号。在步骤S22，通过处理第i个和(i+1)个序号，检查第i个序号是否正确，如图4所示。在步骤S23，按照步骤S22的检查结果来发射或放弃第i个包。换句话说，如果第i个是正常的，第i个包被发射到高层，如果相反，第i个包被放弃。在步骤S24，从ATM层接收除第(i+1)个序号的SAR开头之外的第(i+1)个包的第(i+1)数据。在下一步骤S25，i被增加1；在步骤S26，i与整个序号N相比较；在引入序号为N的最后包之前，重复步骤S21至S26。
已经结合最佳实施例对本发明的进行描述，但很清楚，不脱离本发明的精神和范围，普通专业技术人员可作出各种变化和改型。本发明的范围由权利要求确定。

Claims (8)

1，一种非同步传送模式系统中使用的方法，基于数据包中所获得的序号来检测丢失的或误插入的包，其中数据包包含具有序号的开头，序号代表通过选择的信道而发射的数据包的次序，该方法包括下列步骤：
(a)通过一个信道顺序地接收多个数据包，其中数据包包括当前的数据包和先前的数据包；
(b)检测包含在先前数据包的开头中的序号；
(c)发射先前的数据包到上层；
(d)检测包含在当前的数据包的开头中的序号；
(e)基于先前和当前序号，确定先前数据包的状态信息，其中先前数据包的状态信息代表先前包是正常的，丢失的还是误插入的；和
(f)将状态信息提供到上层。
2，按照权利要求2的方法，其中所说步骤(e)包括步骤：
(e1)将先前的序号与预定的期望号相比较；
(e2)如果先前的序号等于预定的期望号，则提供正常状态信息作为状态信息，其中正常状态信息表示先前的序号是正确的，如果相反，将当前的序号与预定的期望号相比较；和
(e3)如果当前的序号与预定的期望号一致，提供误插入的状态信息作为状态信息，其中误插入的状态信息表示先前的序号是错误的，如果相反，提供丢失的状态信息作为状态信息，其中丢失的状态信息表示在先前包之前的一个或多个包已经被丢失。
3，按照权利要求2的方法，其中：基于已经发射到先前数据包的先前数据包的序号，并且确定其序号是正确的，以此来确定预定的期望号。
4，按照权利要求2的方法，丢失的包的号是先前序号与预定期望号之间差别的幅度。
5，一种非同步传送模式系统中使用的方法，基于数据包中所获得的序号来检测丢失的或误插入的包，其中数据包包含具有序号的开头，序号代表通过选择的信道而发射的数据包的次序，该方法包括下列步骤：
(a)通过信道顺序地多个数据包，其中数据包包括当前的数据包和先前的数据包；
(b)检测包含在先前数据包的开头中的序号；
(c)检测包含在当前的数据包的开头中的序号；
(d)基于先前和当前序号，确定先前数据包的状态信息，其中先前数据包的状态信息代表先前包是正常的，丢失的还是误插入的；和
(e)将状态信息提供到上层。
6，按照权利要求5的方法，其中所说步骤(d)包括步骤：
(d1)将先前的序号与预定的期望号相比较；
(d2)如果先前的序号等于预定的期望号，则提供正常状态信息作为状态信息，其中正常状态信息表示先前的序号是正确的，如果相反，将当前的序号与预定的期望号相比较；和
(d3)如果当前的序号与预定的期望号一致，提供误插入的状态信息作为状态信息，其中误插入的状态信息表示先前的序号是错误的，如果相反，提供丢失的状态信息作为状态信息，其中丢失的状态信息表示在先前包之前的一个或多个包已经被丢失。
7，按照权利要求6的方法，其中：基于已经发射到先前数据包的先前数据包的序号，并且确定其序号是正确的，以此来确定预定的期望号。
8，按照权利要求6的方法，丢失的包的号是先前序号与预定期望号之间差别的幅度。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication