CN1315088A - 在接入点之间发送消息的方法 - Google Patents

Abstract

为了解决在两个接入点(A-B)之间建立的连接(1-2)的使用不足问题,监视在两个接入点之间使用的连接的数量和那些连接的使用。当该连接的整个使用下降低于连接的数量减一的额定容量时,重新组织(5)该连接,以便尽可能接近它们的额定容量使用它们。它表明这减少了为了保持相同的额定的性能或者增加用于相同的数量的设备单元节点的处理速率在网络的路由选择节点(A)要求的设备单元的数量(N)。

Description

在接入点之间发送消息的方法

本发明涉及在接入点之间发送消息的方法。特别地在电话技术中使用以便构成和改善交换中心。具体地说改善方法可用于移动电话技术中。发明的目的是减少电话交换机的费用。

在电话技术中，通常划分交换系统为称作电路交换系统的系统和称作连接交换系统的系统。电路交换系统利用全部必要的设备以一对铜线、光纤链路的形式或者在连接的两个接入点之间固定的链路的其它的形式建立物理电路。在连接的两个接入点任一侧的用户无限制的使用该固定的链路。因此它们可以通过以它们需要的尽可能高的比特率在它们可用的线路上交换信息，假定这与该链路技术兼容。

另一方面，在连接交换系统中，在多个接入点之间和在任何给定时间组织一个网络，在一个用户和另一个之间的链路通过该网络使用在该网络的一个连接上的一个信道。因此信道可以定义为一帧的保留的时隙和/或者在整个频带内的一个分配的频率频带。在码分多址(CDMA)连接的情况下，它还可以定义为临时指定的编码律。

这是这样的，在电路交换系统和连接交换系统之间重要的差别在于连接交换系统递送的消息包括发送信息到的用户的地址被编址。在电路交换系统中，一旦连接已经建立，它不必要引入一个地址到发送的消息中，因为该消息可以在连接的点之间仅仅从一个点发送到另一点。

相反，在连接交换系统中，路由器安装在该网络的每个节点。每次路由器接收发送的消息的部分，它通过指定一个连接提取该地址部分和向前发送该消息(在目的地用户的一般方向)，该连接将它连接到另一个路由器，因此它可以发送包含在该消息中的信息分组。然后具有它的信息分组的消息通过该网络前进并且最后通过目的地用户的线路发送。

后者的系统胜过前者的系统，它要求简单的多的基础结构。另一方面，对于从一个用户发送到另一个用户的每个信息分组，不论何时它必须提取目的地地址，以便确定路径，必须通过该路径向前发送该信息包，并且嵌入该信息包到相应于那个路径的连接信道。确定该路径包括指定时隙，频带，编码密钥和通常目的地路由器，其中将影响路由处理的余项。连接的用户之间的消息的路由选择不断地改变并且不断地改组，因为网络使用条件和根据终端两个用户之间的呼叫以及在两个新用户之间建立呼叫。本发明涉及这个再组建。

假定该路由器必需提供具有转换和传输电子电路的接入点，它也称为节点，该电子电路能够根据需要建立足够数量的传输连接和用于发送的呼叫的信道。假定上面的电子电路的问题是优化使用的硬件资源，即提供用于发送的标称的呼叫次数需要的最小数量的电子电路。然后要解决的最重要的问题是优化该连接使用。

简单化，在引用该描述的剩余的部分的情形中，可以说路由器中的连接由一帧的特别数量的时隙组成的，例如32时隙。换言之，这种连接可以同时地发送L=32不同的消息。因此包括32信道。这种路由器的电路包括增加时分复用电路和减少时分复用电路。在对话期间，上面类别的连接分配给接入点A和接入点B之间的呼叫。该连接要求存在一个增加多路复用器，可以接收L=32个消息。

加法时分多路复用器可以在电子电路卡上实现。为了统计的理由，如果仅仅有一个消息在任何给定的时间在路由器A和路由器B之间交换，然而必须保持该连接。然后关心的电子电路卡仅仅发送一个时隙(一个信道)。在实践中其它时隙以填充符信号填充。在数字传输的情况下填充符信号是1或者0比特或者连接一致性信号。如果L-1=31个其它用户希望在它们自己和其它用户之间建立呼叫，则不能使用已经建立的连接，其它用户不能再通过接入点B接入，但是仅仅通过其它接入点C或者D接入。在这种情况下其它电子设备(其它电子电路卡)必须建立其它连接。

文件US-A-4718058公开一种信道交换系统，其中串联短的消息以便占用在一个连接(两个接入点之间的虚拟的链路)上的整个信道。归根到底这个方法是类似于在两个接入点之间的一个连接上建立信道，这个方法是要解决非最佳的使用连接的问题。但是，它已经提到该缺陷。硬件期望的节约可以是为4的系数，例如，如果四个8kb/s消息串联形成一个32kb/s全局的消息(将利用连接信道)，实际上这是错觉的。在实践中获得的硬件节约几乎等于1.3∶1，而不是4∶1。信道占用的统计性质和信道占用需要的多样性意味着该连接是使用不足的，导致相当多的使用填充符。

文件WO-97-27720叙述增加辅助的交换电路以便从具有例如16kb/s或者8kb/s的较低的比特率消息构成具有例如32kb/s的更高比特率的消息。在理论上，正如在前面的情形，该系统应该工作良好。在实践中依据多路复用器的实现，硬件节约几乎等于30％。它可以更大，但是实现更大的节约只能以相当大的增加辅助电路尺寸为代价。这导致电话交换机费用减少错误的评估。

为了解决这个问题，特别是为了解决在两个接入点之间建立的连接的问题，本发明监视连接的建立。如果重新组织用于指出的连接的两个接入点之间全部数量的信道的异常大量的连接以便建立完整连接，如果可能的话，每个连接具有额定数量的信道。这释放了连接。实际上它释放了电子电路(建立连接的电子电路卡)。因此那些电子电路可以用于建立其它连接，特别是以其它接入点的连接。

它将表明这个方法增加了1.3∶1到3∶1或者4∶1的节约。平均节约是3.5∶1。讨论的例子是从8kb/s信道构成32kb/s的例子。本发明接近理论极限。为了简单起见，可以认为，为了释放连接，因此根据本发明的相应的电子电路，重新组织必需从一个连接的指定的时隙移动该消息到另一个连接的时隙，例如具有相同的号码的时隙。因此信道释放可以用于建立与其它接入点的呼叫。在移动电话技术中，如果必须改变在发送时出现的同步问题，在实践中最好对于呼叫必须在另一个连接发送的移动电话机执行越区切换(改变基站)。它表明这个方法不丢失应该发送的任何信息，不两次发送相同的信息包和不要求另外的辅助电路。

因此本发明提供在接入点之间发送消息的一种方法，其中：

构成一个帧和在该帧中以时分多路复用分组来自不同信号源的消息，

在第一接入点和第二接入点之间建立具有以许多消息表示的额定容量的连接，和

使用在接入点之间建立的连接从第一接入点发送帧到第二接入点，其特征在于：

测量在第一和第二接入点之间发送的消息的数量和测量在用于发送该消息的第一和第二接入点之间建立连接的数量，和

如果通过在第一和第二接入点之间建立的连接发送的消息的数量是少于全部建立的信道的额定容量减1，则重新组织在第一和第二接入点之间建立的连接。

在阅读下列描述和参阅附图之后将更好的理解本发明。该附图仅仅利用图解提供而不是对本发明的限定。在附图中：

图1是在接入点提供的发送电路(路由器)图解的表示，通过根据本发明的方法接收消息和发送该消息到其它接入点；

图2表示一个帧，允许在接入点之间通信；和

图3表示在接入点和连接要求的硬件资源，该硬件资源可以在不同的路由器之间建立。

图1表示实现根据本发明的消息发送方法的一个系统。它实质上表示一个接入点A。在实践中该接入点是在陆地上的一个地理位置。它例如是在小城镇的或者大城镇一个区域的一个电话交换机，或者是安装在网络路由节点一个中继站。接入点A具有用于建立与其它接入点例如接入点B,C或者D的连接的电路。在该接入点A的发送电路中为此目的提供的电路例如包括N个时分多路复用器。为了简单化该例子，N的值取为10。多路复用器电路包括连接在它们的输入到N个时间延迟电路2的N个组合器电路1。时间延迟电路2具有L输入(例如L=32)和连接到N个组合器电路1的每个组合器电路的L个输出。每个时间延迟电路2包括用于构成L个消息帧L条可编程的延迟线3。N个组合器电路1的每个组合器电路具有连接到交换电路5输入的输出4，用于连接输出4到线路6至8，例如物理线路。线路6至8分别地从接入点A发送这则消息到接入点B或C或D。电路5在这些线路之间进行选择，因此选择一个目的地。在图1中象征性地表示的系统可以采取不同的实际的形式。物理线路6至8可以是具有更高比特率连接的信道。

在接入点B、C和D提供相应的设备。注意，利用N个多路复用器，接入点B、C或者D的数量至少在实践中必须限制为N，因为如果不是这样，对于一个接入点它可能是呼叫的目的地，而对于它是不可能指定一个连接给该呼叫的，因为所有的连接已经分配给其它目的地了。处理器9传递指令O给接入点A的电路1、2和5，并且为此目的由到那些电路的总线10连接到程序存储器11，数据存储器12和时钟13。程序存储器11包括一个程序14，它包括一个多路复用子程序15。这是本技术中已知的。

图2表示一个帧。在这个例子中，每个125μs的帧包括32时隙。定时同步到8000Hz的时钟信号H的电路1、2和5，因此允许L=32消息从不同的信号源发送。

该消息例如从移动电话机16始发。该图表示从移动电话机16到基站17的一条上行链路，基站17本身连接到在该网络中的下行点的接入点(网络节点)A。例如，在语音消息的情况下，移动电话机16包括用于上行链路、连接到模拟-数字取样器-变换器19的麦克风18。取样器-变换器19常规地由8kHz信号定时的，除了在该语音信号的取样定时和加在接入点A的发送电路的定时之间没有既定的并联(prioriparallel)。取样器-变换器19产生每一样值13比特字。这是本技术中已知的。13比特字在A律对数压缩器20中被压缩为8比特字。然后8比特字馈送给连接到发射天线的发送器-接收器21的输入。因此8比特字相继的通过该天线发送到基站17，移动电话机16登记在基站17。因此用于移动电话机16的L移动电话机是可行的，移动电话机160连接到与合成电路1连接的时间延迟电路2。在这种情况下，构成在电路1和例如接入点B的接入点之间发送的整个帧是可能的。在实践中在电路1和2之间有交换电路。

图3表示建立连接6、7或者8的可能性，终止在用于在图1表示的接入点A的N个多路复用器的每个多路复用器的各自的接入点B、C或者D。清楚地一旦1-2多路复用器已经分配给给定链路例如链路A-B后，在帧22的持续时间该网络是在相当于电路交换网络的情形。因此可以认为，至少在理论上最多N个多路复用器提供接入点A和接入点B之间的N条链路。在实践中，在A的N个多路复用器的每个多路复用器可以建立与接入点B的一个链路。

现给出在实际中本发明解决的问题的一个任意简化的说明。如果在A和B之间建立N×L(10×32=320)呼叫，在节点A的N个多路复用器专用于A和B之间的链路。如果然后N×(L-1)呼叫终止但是一个呼叫继续，占用在A和B之间的每个连接的信道，则N个多路复用器都继续被占用的(虽然每个多路复用器仅仅发送一个消息)。因此接入点A的所有的资源都在使用中。如果相应的消息必须发送到接入点C，则后来的呼叫不能建立。另一方面，如果该消息必须发送到接入点B，则该消息可以自然地合并入在A和B之间已经建立的一个连接。但是，因为在统计上请求接入点C是可能的，这相当于必需建立另外的多路复用器。在接入点A要求的多路复用器(和电子电路卡的)的总数则大于N。即使接入点A已经具有N×L呼叫的额定容量，附加的多路复用器是不可缺少的。可以表明，在实践中多路复用器的数量是N×L×3的数量级，虽然理想地它应该仅仅是N的数量级。

本发明监视在第一接入点A和第二接入点B之间建立的连接。对于用这种方式监视的所有的连接，实际上测量消息的数量(在每个连接实际使用的信道数量)。为此目的，正如在这里仅仅利用例子表示的，可能指定每个连接，每个连接可以在存储器12中建立一个数据库记录，包括在字段23中的连接名字和在L附加的字段的一个指示24，指示在那个连接的相应的信道被占用，每个相应于一个数据库记录。

在存储器12中的数据库的数量是与不同的接入点之间的链路数量相同的。在本实例中，有三个，例如一个用于A和B之间的链路，一个用于A和C之间的链路，和一个用于A和D之间的链路。在实践中监视是不复杂的，因为处理器9使用多路复用程序14指定该连接的不同的时隙给被发送的消息。因此存储器12和它包括的数据库已经在现有技术系统中是至少隐含地可用的。

因此根据本发明的监视程序25可以确定占用的时隙的数量和在用于两个接入点例如接入点A和B之间的链路的N个多路复用器之间建立的连接的数量。这最好对每个链路AB、AC或者AD进行确定。然后该程序确定实际上用这种方式交换的呼叫次数是否少于建立的连接组的额定容量减一。如果所有的多路复用器能够M个呼叫(明显地它不是必须的)，该程序确定用于M连接的呼叫次数是否至少是L×(M-1)。如果是的话，通过重新组织该连接上的信道至少可以节约同等(the equivalent)的一个连接。在这种情况下，本发明使用程序25执行该重新组织。最好确定哪一个连接是占用最小的。以M表示那个连接。原则上，重新组织必需使用该多路复用器M的连接的时隙26至另一个连接的时隙27传送信道，例如多路复用器1的连接，和比时隙24后(或者早于)。时隙27最好在多路复用器1的该连接具有与在连接M上相同的位置。

以这种方式由一个连接(因此由给出的多路复用器)发送的呼叫可以逐步地转移到另一个连接。被释放的连接最好是传送最小的消息号码的连接。接收连接最好是保持最大的占用的M-1个连接的链接。

然而可能在其它可用的连接中没有一帧中的消息的时隙可以转移到的相等的空闲时隙。在这种情况下在转移时间上出现一个问题。不用详述，在本技术中是已知的，这类情形例行的导致两次分配相同的信息或者不发送相应于一个时隙的消息内容。在发送语音消息的情况下，存在这样的传输差错可以容忍。在这种情况下，在这个例子中仅仅相应于125μs的周期的语音消息的内容被降级了。虽然几乎不满意，这样的被降级的操作是可以容忍的。在这种情况下，不是转移时隙26的内容到时隙27，它可以被转移到在另一个连接但是相对于该帧开始同步的另一个时间的时隙28中。

但是，如果被发送的二进制数据不是语音数据而是纯数字数据，上面的解决方案是不可接受的。由于被发送的数据的性质在接入点A不是已知的，本发明首选不同的方法。该目标仍然是建立尽可能简洁的传输连接1至M-1，以便最小化填充符数据和节约大部分资源。如果这个问题解决了，则在接入点A要求发送的信息包的主要的管理。1-2多路复用器时间延迟电路3可以延迟信号最多一个帧的持续时间。如果转移导致时隙26的内容丢失(因为它必须放在另一个连接前面时隙28)，则必须存储时隙26的内容长于在转移时间的一个帧的持续时间。

用这种方式解决该问题使得多路复用电路1很复杂，损失了它们的结构自然地提供的简单的好处。另一方面，如果时隙26的内容必须转移到在另一个连接的稍后时隙28，则不出现该问题。

在移动电话的环境下，本发明解决上面的问题非常简单，不必增加附加的设备和不必增加具有很长的时间延迟的延迟线到该时间延迟电路3。

已经实现了在移动电话特别是GSM移动电话的环境下已经解决丢失时隙的问题，其中它在越区切换(相应于从移动电话机16和基站17之间的链路转移呼叫到移动电话机16和另一个基站29之间的链路)的时间出现。基站17和29已经包括该用户所有的必要的设备，不仅是实现从一个基站转换该连接到另一个基站。这种越区切换方法对于数据的传输是特别地严格的。

当它必须从在释放的一个信道上的时隙26移动消息到另一个时隙时，电话机16和基站17之间的呼叫切换了。正如从节点A看到的，因此信道26表现为停止存在的信道，有利于建立的另一个信道28。当然新的信道28指定到接入点A和接入点B之间的一个现有的连接。这是本技术中已知的。接收该信道的候选的M个连接中，本发明消除连接M和仅仅保持M-1连接。本发明寻找最小的占用的连接(在这里是连接M)，然后如果建立的M-1其它连接不是完全地全部被占用，则禁止重新使用那个连接。如果有必要，该禁止可以在所有的M-1其它连接被使用之前删除。

在这种情况下，接入点A的控制电路通过HO(越区切换)程序30发送构成越区切换指令的信号S到基站17和/或者29或者可能地到基站控制器。更准确的讲，把信号S看作为越区切换请求。不需要立即满足该请求。可以在一个帧或者多个帧后满足该请求。重要的是在长时间周期期间，特别是与移动电话机交换对话期间，该呼叫特定的数据在不断续的连接上而不在完全不同的和使用不足的连接上发送。如果有必要，在用于相同的呼叫的相同的帧22期间可以占用另一个连接，但是用于连接M之前的另一个信道被释放。

Claims (2)

1．一种在接入点(A-D)之间发送消息的方法，其中：

构成一个帧(22)和通过时分多路复用(1-2)在该帧中分组来自不同的信号源(16)的消息，

在第一接入点(A)和第二接入点(B)之间建立具有以许多消息表示的额定容量(L)的连接(Muxl)，和

使用在接入点之间建立的连接从第一接入点发送帧到第二接入点，

其特征在于：

测量(25)在第一和第二接入点之间发送的消息的数量和测量在用于发送该消息的第一和第二接入点之间建立的连接的数量(M)，和

如果由在第一和第二接入点之间建立的连接发送的消息的数量少于所有的建立的信道的额定容量(Lx(M-1))减1，则重新组织(30)在第一和第二接入点之间建立的连接。

2．根据权利要求1的方法，其特征在于：

它是在移动电话网络(16、17、29)中使用的，和

为了执行该重新组织，切换(5)由发送消息的移动电话机交换的呼叫，它的路由选择经过上述的重新组织。

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