CN1183723C - 在分组数据系统中传递分组的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
一种分组优先级化和传输算法，用于按需通过共享分组通道传输具有不同优先级的数据分组。该算法包括提前结束具有低优先级的分组的传输；将具有低优先级的分组的剩余部分放置在存储装置中，在存储装置中保持具有低优先级的分组的数据，传输具有高优先级的分组，一旦具有高优先级的分组完成传输就传输具有低优先级的分组的剩余部分，标记具有低优先级的分组的分组首部以标识待决分组来允许传输具有高优先级的分组；和确定输入分组的优先级。
Description
技术领域
本发明总的涉及在共享分组通道上传输数据分组，更具体地涉及一种用于按需通过共享分组通道传输具有不同优先级的数据分组同时保存带宽的方法和设备。
背景技术
分组和分组数据系统是公知的并且有大量的应用。分组数据系统允许传输分组以有助于传输信息。例如，分组和分组数据系统被用于蜂窝系统中以把语音和数据信息发送给蜂窝电话用户。在当今世界中传输信息是通过将特定类型的信息封装成为分组和通过一个“通道”发送该分组实现的。一个分组是一种信息集合(即，数据、语音、ET3、音频等)。包含在分组中的信息可以是上述信息类型的组合。当通过一个分组通道特别是一个共享分组通道发送分组时，分组被指定了一个优先级。主要根据分组大小和包含在分组内的信息的类型来指定优先级。某些分组类型在传输中是时间限定的(全双工语音)而不能被当前传输的非时间限定分组所阻塞。当利用一个包括共享分组通道的网络传输信息分组时，一般是较大的低优先级分组阻塞了共享分组通道，使得高优先级分组要等待低优先级分组的结束。最后结果是高优先级传输中有不可接受的延迟。
已经发明出几种现有技术方法以消除共享分组通道中出现的阻塞问题，诸如可以参见“A Preemptive Packet Transfer Scheme with VirtualCells in a Long Packet，Electronics & Communications in Japan，Part I-Communications，Scripta Technica，vol，71，No.2，1998，pp.71-80”，以及JP 63061532等内容。例如，占先被预先包括在帧中继标准中。占先是一种阻止分组通过一种传输线传播的方法。再如，在HDLC(高级数据链路控制)协议使用一种“删除序列”结束分组传输时出现占先。该“删除序列”是由分组传输站发布的特定比特序列。这两个方法尽管减小了延迟，但是增加了传输分组所必须的带宽，因为发射机必须重新发射被删除的分组部分。因此，需要在共享分组通道传输系统中传输具有变化优先级的分组的更有效的方法。
发明内容
为了实现上述发明目的，本发明提供了在一个利用共享分组通道传输多种类型分组而每种分组具有不同优先级的网络中，一种用于在共享分组通道中添加多个分组的方法，该方法包括步骤：标记具有低优先级的分组的分组首部，以标识待决分组，从而允许具有高优先级的分组的传输；提前结束具有低优先级的分组的传输；将具有低优先级的分组的剩余部分放置在存储设备中；传输具有高优先级的分组；和一旦具有高优先级的分组完成传输就传输具有低优先级的分组的剩余部分，其中标记分组首部的步骤进一步包括标识低优先级的分组以及标识高优先级分组开始的步骤，而其中标识低优先级分组的步骤进一步包括：根据具有低优先级的分组上的CRC检查步骤的结果，指定所述分组的优先级。
此外，本发明同时提供一种在一个利用共享分组通道传输多种类型分组而每种分组具有不同优先级的网络中，一种用于在共享分组通道中添加多个分组的装置，该装置包括：标记具有低优先级分组的分组首部的装置，以标识待决分组，从而允许具有高优先级的分组的传输；提前结束具有低优先级分组的传输的装置；将具有低优先级的分组的剩余部分放置在存储设备中的装置；传输具有高优先级的分组的装置；和一旦具有高优先级的分组完成传输就传输具有低优先级的分组的剩余部分的装置，其中标记分组首部的装置进一步包括标识低优先级分组以及标识高优先级分组开始的装置，而其中标识低优先级分组的装置进一步包括：根据具有低优先级的分组上的CRC检查结果，指定所述分组的优先级的装置。
附图说明
图1是表示数据分组传输系统的方框图；
图2是表示根据本发明的分组优先级化和传输算法的分组转变图；
图3是表示根据本发明的分组优先级化和传输算法的一个实施例的数据分组传输流程图；和
图4是表示根据本发明的分组优先级化和传输算法的另一个实施例的数据分组接收流程图。
优选实施方式
在一个利用共享分组通道传输多个类型分组而每个分组具有不同优先级的网络中，一种方法用于在共享分组通道中添加多个数据分组，该方法包括步骤：提前结束传输具有低优先级的分组，把具有低优先级的分组的剩余部分放置在存储装置中，和传输具有高优先级的分组。添加多个数据分组的方法进一步包括：一旦具有高优先级的分组结束传输就传输具有低优先级的分组的剩余部分，对具有低优先级的分组的分组首部做标记以标识待决分组，从而允许传输具有高优先级的分组，确定输入分组的优先级，和周期性地检查正传输的数据分组的优先级。
根据本发明的一个实施例，在被设计用于传输多个类型分组而每个分组具有不同优先级的网络中，一种用于添加多个分组类型以在共享分组通道中实现可预测的传输的设备包括：一个共享分组通道，一个以通信方式连接到该共享分组通道的信号发送装置，一个连接到该共享分组通道的控制器，一个以通信方式连接到共享分组通道的信号接收装置。本发明使用一种算法解决共享分组通道内的数据分组“阻塞”问题而不牺牲带宽。数据分组始发自几个类型的信源。例如，数据分组可以始发自蜂窝电话机，寻呼机和其它无线设备。这些分组从用户传输给用户，即从一个蜂窝呼叫方到另一个蜂窝呼叫方；从一个呼叫方到一个寻呼机，或从一个从另一个信源下载信息的用户。当太多具有多个优先级的数据分组在非常接近的时间传输时会发生阻塞。该算法传送一个“删除序列”以提前结束非时间限定数据分组的传输。该分组的剩余部分被返回到队列中以在适当时间传输。共享分组通道58的接收端将保持从非时间限定分组所接收的数据并且一旦时间限定数据分组全部被传输就将添加分组数据的剩余部分。在分组首部中的标记用于标识该待决分组以允许多个时间限定分组通过。到期定时器用于在线路恶化情况下刷新被缓存的分组。
根据本发明的优选实施例，并且参照图1、图2和图3，公开了一种分组优先级化和传输算法。如上所述，图1是表示一个数据分组传输系统50的方框图。该数据分组传输系统50包括：数据分组发送设备52-56，共享分组通道58，数据分组传输控制器60，和数据分组接收设备62-66。如上所述，数据分组发送设备52-56可以是但是不限于蜂窝电话机，寻呼机和数字个人助理。另外，该数据分组接收设备62-66可以是与数据分组发送设备52-56相同类型的设备。共享分组通道58是一种数据分组传输媒介，其中分组被传输给它们各自的目的地。该数据分组传输控制器58以后被称为控制器58，调节通过共享分组通道54的数据分组流。控制器58容纳和运行根据本发明的分组优先级化和传输算法。
如上所述，图2是表示根据本发明的分组优先级化和传输算法的分组转变图。可以通过对图2应用不同情况对该分组优先级化和传输算法(此后称为“算法”)进行最佳解释。
情况1：2级中断分组
开始，从数据分组发送设备发送一个数据分组A和一个伴随标记。在时间D，分组B被传输。另外，在时间E，分组C被传输。数据分组和标记按时间传播直到它到达点D(时间上的任意点)。在数据分组A被发送的同时，数据分组B和C也被发送。可是应当注意，数据分组A、B和C分别具有递增顺序的不同传输优先级。在点D，由算法检测一个标记，所以在数据分组A到达点D之前该算法检查数据分组A中的循环冗余码(此后称为CRC)。CRC检查将失败，因为数据分组A没有完成传输。因为CRC检查失败，该算法假设正在传输一个更高优先级分组(数据分组B)。在点E，接收一个标记，所以在数据分组D到达点D1之前该算法检查数据分组B中的CRC。该CRC检查将失败，因为数据分组B没有完成传输。由于CRC检查失败，该算法假设正在传输一个更高优先级分组(数据分组C)。在点F，CRC检查成功，因此数据分组C已经完成传输。在点G，进行两个CRC检查。进行两个检查是因为有可能利用每个分组之间的标记把数据分组串接起来，该标记作为前一分组的结束标记和下一分组的开始标记。接收机不知道从点F1到点G的数据分组是跟随数据分组C的第二中断分组还是数据分组B的继续。因此，该算法对点F1到点G的数据分组执行CRC检查。如果CRC匹配，则是跟随数据分组C的第二数据分组。替代地，该算法可以对在点D标记之后的数据分组进行CRC检查并且连续检查到点G(不包括CRC)和排除从点E到点F1的数据分组。如果CRC在点G检查无误，则分组B良好。在点H，该算法执行在点G所执行的相同功能。如果CRC在点H检查无误，数据分组A被解码。
情况2：具有比特误码的2级中断(参照图2)
为了该情况的目的，假设比特流在点D1恶化。任何水平的比特误码将影响该分组加上它之下的所有待决分组。由于假设这极少发生，认为这是可以接受的，因为传输中的分组无论如何都将被丢失。该方法还允许另外丢失潜在分组，但是通过定义，无论如何都不是高优先级。在D，标记被接收，所以刚刚在数据分组A到达点D之前该算法检查数据分组中的CRC。CRC检查将失败，因为数据分组A没有完成传输。由于CRC检查失败，该算法假设正在传输一个更高优先级分组(数据分组B)。在点E，标记被接收，所以刚刚在数据分组B到达点D1之前该算法检查数据分组B的CRC。CRC检查将失败，因为数据分组B没有完成传输。因为CRC检查失败，该算法假设正在传输一个更高优先级分组(数据分组C)。在点F，CRC检查成功，因此数据分组C已经完成传输。在点G，CRC检查失败。该算法然后假设数据分组A的剩余部分是新的数据分组，这是不正确的。在H的标记之后，如果由该算法检测到空闲码型，该算法以两个方式之一起作用：(1)该分组堆栈被删除并且数据分组A和B丢失，或(2)如果另一个数据分组跟随在点H，该算法等待分组B所跟随的分组A超时。在任何一个情况下，数据分组A和B丢失。
情况3：一旦启动就将接收机同步，没有比特误码(参照图2)
为了第三种情况的目的，假设接收机在点D1重新启动和出现。在点E，接收机获得第一标记。该算法放弃点E之前出现的数据分组。在点F1，该算法对数据分组C的CRC解码，因为没有正在传输中断更高优先级分组。在点G1，该算法检查在点F1和点G1之间出现的数据分组的CRC。这些点之间的CRC检查失败。接收机假设从点F1到点G1的数据分组是中断分组，这是不正确的。在点H1，接收机检查CRC并且这也失败。最后，在点F和G启动的定时器将超时并且它们的部分分组将被放弃并且接收机将正常工作。一旦同步，该算法放弃分组直到所有部分分组被清除出链路。替代地，该算法将被编程以等待直到共享分组通道58被清空。可是，这将导致丢失的数据分组。
图3表示了一种数据分组发送流程图，说明了根据本发明优选实施例的数据分组发送算法的一个实施例。图3提供了关于分组优先级化和传输算法100在更高优先级辅助数据正被传输时如何解决低优先级分组数据传输延迟的问题的进一步细节。该过程从数据分组被传输的步骤102开始。在步骤104，具有高优先级的第二数据分组开始传输。为举例目的，假设第二数据分组具有比具有低优先级的数据分组更高的优先级。一旦确定第二数据分组具有比第一数据分组高的优先级，第一数据分组被提前结束。第一数据分组的剩余部分则被存储。在图3的步骤106和108中说明这部分过程。在分组首部被标记之后，较高优先级分组数据被传输。这在图3的步骤112表示。一旦第二数据分组被传输，第一数据分组的剩余部分被传输给信号恢复设备(步骤112)。
图4表示了数据分组接收流程图，说明根据本发明优选实施例的分组优先级化和传输算法的另一个实施例。分组优先级化和传输过程在数据分组流被接收的步骤202开始。在步骤204，由控制器56接收一个标记，该标记是数据分组的开始或数据分组的结束。在由控制器56接收标记之后，在数据分组上执行循环冗余码检查(步骤206)。该循环冗余码检查确定正传输的数据分组是完整数据分组还是一部分数据分组。如果该数据分组循环冗余码检查失败，则该算法被编程以检查具有与正传输的数据分组相同优先级的所有部分分组的CRC(步骤208)。如果在相同优先级数据分组中有未经历CRC检查的数据分组，则该算法被编程以与该优先级的以前部分分组连接(步骤210)。在步骤210完成之后，该算法被编程以检查数据分组的CRC。实际上，该算法返回到步骤206。如果在该优先级的所有部分分组已经经历了CRC检查，则有一个错误并且该算法被编程以放弃当前正传输的数据分组(步骤212)。如果数据分组通过了循环冗余码检查，则该算法对数据分组进行解码(步骤214)。在步骤216，较高优先级数据分组被接收直到接收到另一个标记(步骤204)。上述过程持续到所有数据分组已经被传输和被接收。
尽管已经参照了优选实施例描述了本发明，本领域技术人员将理解可以在形式和细节上进行改变而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (9)
1.在一个利用共享分组通道传输多种类型分组而每种分组具有不同优先级的网络中，一种用于在共享分组通道中添加多个分组的方法，该方法包括步骤：
标记具有低优先级的分组的分组首部，以标识待决分组，从而允许具有高优先级的分组的传输；
提前结束具有低优先级的分组的传输；
将具有低优先级的分组的剩余部分放置在存储设备中；
传输具有高优先级的分组；和
一旦具有高优先级的分组完成传输就传输具有低优先级的分组的剩余部分，其中标记分组首部的步骤进一步包括标识低优先级的分组以及标识高优先级分组开始的步骤，而其中标识低优先级分组的步骤进一步包括：根据具有低优先级的分组上的CRC检查步骤的结果，指定所述分组的优先级。
2.权利要求1的方法，其中提前结束具有低优先级的分组的传输的步骤进一步包括在该分组被分开处插入分组标记的步骤。
3.权利要求1的方法，其中标记分组首部的步骤进一步包括确定输入分组的优先级的步骤。
4.权利要求1的方法，其中标记分组首部的步骤进一步包括周期性地检查正传输的数据分组的优先级的步骤。
5.权利要求1的方法，其中标记分组首部的步骤进一步包括标识低优先级分组的中断的步骤。
6.权利要求1的方法，其中标记分组首部的步骤进一步包括标识被中断的分组的步骤。
7.权利要求1的方法，其中在存储设备中放置具有低优先级的分组的剩余部分的步骤进一步包括将该分组的剩余部分转送到一个队列的步骤。
8.在一个利用共享分组通道传输多种类型分组而每种分组具有不同优先级的网络中，一种用于在共享分组通道中添加多个分组的装置，该装置包括：
标记具有低优先级分组的分组首部的装置，以标识待决分组，从而允许具有高优先级的分组的传输；
提前结束具有低优先级分组的传输的装置；
将具有低优先级的分组的剩余部分放置在存储设备中的装置；
传输具有高优先级的分组的装置；和
一旦具有高优先级的分组完成传输就传输具有低优先级的分组的剩余部分的装置，其中标记分组首部的装置进一步包括标识低优先级分组以及标识高优先级分组开始的装置，而其中标识低优先级分组的装置进一步包括：根据具有低优先级的分组上的CRC检查结果，指定所述分组的优先级的装置。
9.权利要求8的设备，进一步包括一装置，用于在提前结束具有低优先级的分组的传输之后，在该分组被分开之处插入一个分组标记。
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