DE69533981T2

DE69533981T2 - Multimedia-multiplexvorrichtung und verfahren mit dynamischer paketsegmentierung

Info

Publication number: DE69533981T2
Application number: DE69533981T
Authority: DE
Inventors: Mei Yong; Jian Yang; Dennis Ng
Original assignee: Motorola Inc
Current assignee: Motorola Mobility LLC
Priority date: 1994-12-19
Filing date: 1995-10-26
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2015-10-27
Also published as: US5541919A; EP0745295B1; CA2182296C; CA2182296A1; EP0745295A4; DE69533981D1; EP0745295A1; CN1141106A; WO1996019882A1; CN1085916C

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf Multimediakommunikationen und insbesondere auf Multimedia-Multiplexen.
Hintergrund der Erfindung
Neueste Fortschritte bei Technologien für Telekommunikationen und digitale Signalverarbeitung ("DSP = Digital Signal Processing") haben einen wachsenden Bedarf nach Multimediakommunikationsprodukten sowohl für geschäftliche als auch für private Anwendungen erzeugt. Multimediakommunikationen bringen oft die gleichzeitige Übertragung von Audiodaten, Videodaten und Daten wie etwa Grafiken, Fax- oder Computerdaten über eine vorhandene gemeinsame Kommunikationsverbindung mit sich. Um die vorhandene Kommunikationsverbindung effizient zu nutzen, wird eine Anzahl von Tech niken benötigt. Beispielsweise sind Komprimierungsalgorithmen zum Komprimieren verschiedener Medienarten notwendig, um die Bandbreite zu reduzieren, die benötigt wird, um diese zu übertragen. Zusätzlich ist ein effizientes und flexibles Multiplexverfahren notwendig, um eine annehmbare Dienstequalität bereitzustellen, d.h., niedriger Multiplexoverhead und geringe Verzögerung durch das Bilden von Warteschlangen für jede Medienart.
In herkömmlichen leitungsvermittelten Netzwerken werden unterschiedliche Signale unter Verwendung von Zeitmultiplexen ("TDM = time division multiplexing") miteinander gemultiplext. Bei TDM wird typischerweise jedem Medium für die Dauer eines Anrufs eine feste Bandbreite zugewiesen und es besteht eine geringe Flexibilität dahingehend, die Burst-Eigenart von Daten-, Video- und Audioinformationen auszunutzen.
Um eine größere Flexibilität und Effizienz zu erreichen, wurden Techniken zum Paketmultiplexen vorgeschlagen. Paketmultiplexen ist in ATM-Netzwerken weitgehend angenommen worden. Beim Paketmultiplexen wird jeder Informationsbitstrom in Pakete aufgeteilt und Pakete von unterschiedlichen Bitströmen werden gemultiplext und sequentiell über einen Kommunikationskanal übertragen. Jedes Paket enthält typischerweise ein Headerfeld und ein Nutzlastfeld. Ein Paketheader enthält ein Paketkennzeichen, was zum Wiederherstellen jedes einzelnen Informationsbitstroms aus einer gemultiplexten Paketsequenz verwendet wird. Das Nutzlastfeld eines Paketes kann wahlweise einige medienspezifische Anpassungsinformationen zusätzlich zu den tatsächlichen Informationsbits enthalten. Pakete können eine feste Länge oder eine variable Länge aufweisen. Pakete mit fester Län ge, die in ATM verwendet werden, weisen die folgenden Vorteile auf: eine schnelle Aufteilung und Wiederzusammensetzung, keine Notwendigkeit von Abgrenzungskennzeichen und eine leicht zu bewerkstelligende Synchronisation. Pakete mit fester Größe sind jedoch zur Verwendung in Verbindungen mit niedriger Geschwindigkeit aufgrund von Effizienz- und Verzögerungsbetrachtungen nicht geeignet. Pakete mit variabler Länge vereinfachen die Implementierung der Anpassungsschichten und ermöglichen ein flexibles Design, um Verzögerung und Effizienz gegeneinander abzustimmen. Demzufolge sind Pakete mit variabler Länge für den Einsatz in Verbindungen mit niedriger Geschwindigkeit attraktiver, wie etwa Modemverbindungen im Sprachband.
Werden Pakete mit variabler Länge verwendet, werden zwischen den Paketen Kennzeichen zur Abgrenzung und Synchronisation eingefügt. Ein weitverbreitetes Format für Pakete mit variabler Länge ist die HDLC-basierende Frame-Synchronisierungsstruktur, wobei HDLC für High-level Data Link Control (Datenverbindungssteuerung auf hohem Niveau) steht. In dem HDLC-Format ist das Paketabgrenzungskennzeichen das HDLC-Kennzeichen, ein ein Bit langes binäres Wort: "01111110". Um eine Vervielfältigung des HDLC-Kennzeichens im Informationsbitstroms zu vermeiden, wird auf den Inhalt eines Pakets zwischen zwei Kennzeichen ein HDLC-Bit-Stuffing (HDLC-Bit-Einfügen) angewendet, indem ein "0"-Bit nach jeweils fünf zusammenhängenden "1"-Bits eingefügt wird. Der Overhead, der durch das HDLC-Bit-Stuffing eines zufälligen Bitstroms verursacht wird, beträgt ungefähr 1,6%, aber kann im schlimmsten Fall bis zu 20% betragen. Eine andere Verwendung des HDLC-Kennzeichens liegt in der Bitratenanpassung. Wenn die gesamte Bitrate geringer ist als die Kanal rate, kann das HDLC-Kennzeichen wiederholt während freier Kanalzeiträume gesendet werden.
Ein Beispiel von Systemen gemäß dem Stand der Technik enthält Jurkevich et al., US Patent No. 5,251,209, welches auf ein Verfahren und ein System zum Übertragen von Informationen zwischen einer Vielzahl von Teilnehmern in einem ISN ("ISN = Integrated services network"/Netzwerk mit integrierten Diensten) gerichtet ist, wobei Bitströme für unterschiedliche Medienarten für mehrere Anwender aufgeteilt und gemultiplext werden. Ein weiteres Beispiel enthält Hluchyj et al., US Patent No. 5,268,900, das auf ein Gerät und ein Verfahren zum Bereitstellen einer Warteschlangendisziplin ("queuing discipline") in einem Informationsnetzwerksystem mit einer Mehrzahl von Verkehrsklassen. Es werden mindestens zwei verschiedene Warteschlangendisziplinen aufgezeigt, nämlich HOLP ("HOLP = Head Of Line Priority") und WRR (WRR = Weighted Round Robin"), wobei eine vorausberechnete Abtasttabelle zum Eingliedern in und zum Ausgliedern aus der Warteschlange verwendet wird. Noch weitere Beispiele enthält Hayano et al., US Patent No. 5,132,966, das ein Multiplexkommunikationsnetzwerk für Hochgeschwindigkeitspakete beschreibt, das eine Mehrzahl von Informationsquellen unterbringt und Suzuki, US Patent No. 5,140,584, das ein Paketkommunikationssystem beschreibt, das verschiedene Kommunikationsinformationen wie etwa Sprache, Daten oder Bilder in Form eines Pakets kommuniziert.
Die Effektivität eines Paketmultiplexschemas hängt typischerweise von seiner Effizienz und seiner Verzögerung ab. Effektivität erhält man durch Reduzieren des Paketoverheads und durch Maximieren der Ausnützung der Bandbreite. Eine Erhöhung der Paketgröße reduziert den effekti ven Paketoverhead, erhöht aber die Warteschlangenverzögerung. Demzufolge existiert ein Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren, die eine gute Abstimmung zwischen der Effizienz und der Verzögerung in einem Multimediakommunikationssystem erreichen.
Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform einer Multimediamultiplex-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das die Multimediamultiplex-Vorrichtung der 1 mit höherer Genauigkeit zeigt.
3 ist ein Flussdiagramm, das die Prozesse und den Steuerungsfluss zum Multiplexen verschiedener Prioritätsgruppen gemäß der HOLP-VLP-Warteschlangendisziplin ("HOLP-VLP = Head of Line Priority for Variable Length Packet") zeigt.
4 ist ein Flussdiagramm, das die Prozesse und den Steuerungsfluss zum Multiplexen verschiedener Bitströme innerhalb der gleichen Prioritätsgruppe gemäß der WRR-VLP-Warteschlangendisziplin ("WRR-VLP = Weighted Round Robin for Variable Length Packet") zeigt.
5 zeigt ein Beispiel einer Ausführungsform der Schritte, bei denen eine Hybridewarteschlangendisziplin auf Multimediabitströme gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
6 ist ein Flussdiagramm, das Schritte veranschaulicht, welche die Prozesse und den Steuerungsfluss auf hoher Ebene in der Multimediamultiplexvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschreiben.
7 ist ein Diagramm, das pre-HDLC-Pakete sowie die Unterbrechungen, die mit diesen Paketen nach einer HDLC-Codierung verbunden sind, zeigt.
8 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform einer Datenkommunikationsage/Datenendeinrichtungsanlage mit einer Multimediamultiplexvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform der Schritte gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 9 für ein Multimediakommunikationssystem zur Verfügung, in dem mehrere Informationsbitströme priorisiert und dynamisch in verschieden lange Pakete aufgeteilt und für eine effiziente Übertragung über eine digitale Kommunikationsverbindung gemultiplext werden.
1, Bezugszeichen 100, ist ein Blockdiagrammschema einer Ausführungsform einer Multimediamultiplexvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Multimediamultiplexvorrichtung (110) umfasst eine Mehrzahl von Informationspuffern (120) zum Empfangen von Bitströmen aus unterschiedlichen Informationsquellen und eine dynamische prioritätsbasierten Paketaufteilungs- und Multiplexeinheit mit einem multidisziplinären Warteschlangenschema (130), das betriebsfähig an den Satz von Informationspuffern (120) und an einen Ausgabekanal (140) gekoppelt ist zum Aufteilen und Multiplexen der empfangenen Bitströme in verschieden lange Pakete und zum Senden dieser Pakete an einen Ausgabekanal gekoppelt ist.
2, Bezugszeichen 200, ist ein detaillierteres Blockdiagramm einer Ausführungsform der dynamischen prioritätsbasierten Paketaufteilungs- und Multiplexeinheit mit einem multidisziplinären Warteschlangenschema (130) und seiner Beziehung zu dem Satz von Informationspuffern (120) der 1. Die dynamische prioritätsbasierten Paketaufteilungs- und Multiplexeinheit (210) umfasst: einen Puffermonitor (220), der betriebsfähig an einen Satz von Informationspuffern (205) gekoppelt ist, um den Füllzustand jedes Informationspuffers zu überwachen und eine Paketübertragungsanfrage an einen Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) zu senden, wenn ein Informationspuffer sendefertige Informationsbits im Wert eines Pakets aufweist; einen Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230), der betriebsfähig so gekoppelt ist, dass er eine Paketübertragungsanzeige/Paketübertragungsanzeigen von dem Puffermonitor (220) empfängt, dass er Kanalbitrateninformationen für einen Ausgabekanal empfängt und dass er eine Paketende-Anzeige von einem Paketgenerator (250) empfängt, um einen Servicepuffer eines Servers (240) gemäß einer ausgewählten Warteschlangendisziplin zu modifizieren; einen Server (240), der betriebsfähig so gekoppelt ist, dass er einen Befehl von dem Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) empfängt und der betriebsfähig mit dem Satz von Informationspuffern gekoppelt ist, um einen Bitstrom von einem ausgewählten Informationspuffer zu empfangen und den ausgewählten Bitstrom an einen Paketgenerator (250) weiter zuleiten; und einen Paketgenerator (250), der betriebsfähig so gekoppelt ist, dass er einen Bitstrom von dem Server (240) empfängt, um Pakete zu bilden, Pakete an einen Ausgabekanal zu senden und den Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) jedes Mal zu informieren, wenn ein Paket gesendet wird. Wo ausgewählt, können Kennzeichen und Einfüge-Bits ("stuffing bits") für ein Paket von einem Hardware-HDLC-Controller (260) erzeugt werden, der betriebsfähig an den Paketgenerator (250) gekoppelt ist.
Die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung weisen zwei Hauptaspekte auf: A) Sie passen dynamisch die Paketgrößen basierend auf einem Füllstand, der Informationspuffer und der verfügbaren Bitrate des Ausgabekanals an; B) Sie multiplexen Pakete in einer Reihenfolge, die auf einer vorgegebenen Warteschlangendisziplin basiert, was einer verzögerungsempfindlichen Quelle/verzögerungsempfindlichen Quellen eine höhere Priorität gibt und eine effiziente Bandbreitenaufteilung unter verschiedenen Quellen ermöglicht. Im Folgenden wird die detaillierte Beschreibung des Algorithmus und eine Implementierung gemäß dieser Erfindung vorgelegt.
Zunächst werden Bitströme unterschiedlicher Quellen basierend auf ihren Verzögerungstoleranzen priorisiert, wobei einem Bitstrom, der die geringste Verzögerung tolerieren kann, beispielsweise Echtzeitverkehr, die höchste Priorität gegeben wird, einem Bitstrom, der die größte Verzögerung tolerieren kann, beispielsweise Nicht-Echtzeitverkehr, wird die niedrigste Priorität gegeben und Bitströmen, die eine gleiche Verzögerungstoleranz aufweisen, wird die gleiche Priorität gegeben. Darüber hinaus werden Bitströme mit einer gleichen Priorität in eine einzige Prioritätsgruppe gruppiert. Jede Prioritätsgruppe kann einen oder mehrere Bitströme enthalten.
Ein Bandbreitengewichtungsfaktor für den Bitstrom i, mit a_i bezeichnet, ist als ein Bruchteil einer Bandbreite definiert, die dem Bitstrom i aus der gesamten Bandbreite zugewiesen ist, die der Prioritätsgruppe, die den Bitstrom i enthält, zugewiesen ist. Wenn in einer Prioritätsgruppe sich lediglich eine Quelle befindet, dann ist a_i = 1.
Zwei oft verwendete, im Stand der Technik bekannte Warteschlangendisziplinen für Paketmultiplexen werden HOLP ("HOLP = Head of Line Priority") und WRR ("WRR = Weighted Round Robin") genannt. Wo es N Puffer, dargestellt als B₁, B₂, ..., zum Speichern des Quellbitstroms 1, 2, ..., bzw. N gibt, ist die Priorität jedes Puffers die gleiche wie die Priorität des entsprechenden Bitstroms. Ferner sind die Prioritäten der Puffer P₁, P₂, ... und P_N, wobei P₁ > P₂ > ..., P_N. Diese Puffer werden gemäß einer vorgegebenen Warteschlangendisziplin bedient (wobei Bedienen eines Puffers bedeutet, dass Bits aus einem Puffer genommen werden und diese an einen Ausgabeport gesendet werden). Wo die vorgegebene Warteschlangendisziplin HOLP ist, untersucht der Server jedes Mal, wenn er den Kanal zum Annehmen eines Pakets bereit findet, zuerst B₁, dann B₂ und so weiter, bis er ein Paket findet. Wo die vorgegebene Warteschlangendisziplin WRR ist, bedient der Server die Puffer zyklisch in einer vorgegebenen Reihenfolge. In jedem der derartigen sich wiederholenden Zyklen untersucht er jeden Puffer eine festgelegte Anzahl von Malen proportional zu dessen Gewichtung.
Zwischen der vorliegenden Erfindung und dem Multiplexen unter Verwendung einer HOLP- oder WRR-Warteschlangen disziplin besteht ein grundsätzlicher Unterschied. Bei der HOLP- oder WRR-Warteschlangendisziplin wird die Prioritäts- und die Bandbreitenzuweisung an unterschiedliche Informationsquellen durch das entweder mehr oder weniger regelmäßige Bedienen jedes spezifizierten Puffers garantiert, aber es besteht keine Verbesserung in der Packungseffizienz. Durch die Verwendung der vorliegenden Erfindung wird die Prioritäts- und Bandbreitenzuweisung durch das dynamische Anpassen der Paketgröße ermöglicht. Dieses Verfahren ermöglicht nicht nur ein effizientes Aufteilen der Bandbreite und garantiert eine geringe Verzögerung für Bitströme mit hoher Priorität, sondern optimiert auch die Paketgröße, um den Paketierungsoverhead zu minimieren.
In der vorliegenden Erfindung werden zwei unterschiedliche Warteschlangendisziplinen definiert und für eine Aufteilung von Paketen mit variabler Länge ("VLP = variable length packet") verwendet, die als HOLP-VLP und als WRR-VLP bezeichnet werden.
Die HOLP-VLP-Warteschlangendisziplin der vorliegenden Erfindung wird verwendet, um Quellen oder Prioritätsgruppen zu bearbeiten, die alle unterschiedliche Prioritäten aufweisen. Die HOLP-VLP-Warteschlangendisziplin umfasst die untenstehend beschriebenen Schritte. Wo der Puffer i, i ist ein Index eines Puffers, momentan bedient wird, fährt ein Server fort, den Puffer i zu bedienen, bis eines der beiden folgenden Ereignisse eintritt: a) Mindestens ein Paket mit einem Puffer hoher Priorität ist bereit zum Senden; b) Es sind nicht genug Bits im Puffer i vorhanden, um ein Paket zu bilden. Sowie eines der beiden obigen Ereignisse eintritt, hört der Server auch so schnell wie möglich auf, den augenblicklichen Puffer zu bedienen und schaltet dann um, um den nächsten Puffer zu bedienen, der die höchste Priorität unter allen Puffern aufweist, die sendebereite Pakete aufweisen, wobei "so schnell wie möglich" bedeutet, dass der Server das Senden des augenblicklich gesendet werdenden Pakets abschließt, bevor er umschaltet. Die Länge eines Pakets von einem Puffer ist durch eine maximale Anzahl von Bits, die während der Zeit, wenn der Puffer kontinuierlich bedient wird, gesendet werden können, nach oben begrenzt. Die detaillierte Bestimmung einer Paketlänge wird in GL. 1 weiter unten angegeben.
3, Bezugszeichen 300, ist ein Flussdiagramm, das die Prozesse und den Steuerfluss für das Multiplexen M verschiedener Prioritätsgruppen, wobei M eine ganze Zahl größer als 1 ist, gemäß der HOLP-VLP-Warteschlangendisziplin zeigt. In 3 stellt PG_i eine Abkürzung für die Prioritätsgruppe i, wobei i = 1, 2, ..., M dar und die Priorität von PG₁ höher ist als die von PG₂, die Priorität von PG₂ höher ist als die von PG₃, und so weiter. In diesem Prozess werden Pakete, die sich augenblicklich in PG₁ (310) befinden, zuerst gesendet, Pakete in PG₂ (320) werden dann gesendet, wenn sich in PG₁ ein sendebereites Paket befindet und so weiter. Wenn sich in allen PG_s keine Pakete befinden, wird der Prozess des Sendens eines Füllpakets/von Füllpaketen (360) ausgeführt, bis dieser Prozess durch eine Paketübertragungsanfrage unterbrochen wird, wobei eine beliebige PG eine Paketübertragungsanfrage sendet, sowie sie ein sendebereites Paket aufweist. Ein beliebiger Prozess des Sendens einer speziellen PG kann durch eine Paketübertragungsanfrage jeder PG mit höherer Priorität unterbrochen werden, aber nicht durch eine PG mit niedriger Priorität. Findet eine derartige Unterbrechung statt, wird der augen blickliche Prozess sofort beendet und dann der nächste Prozess, der durch die Position einer Mehrzahl von Schaltern (365, 370, 375, ..., 380) bestimmt wird, gestartet. Wenn PG₁ eine Paketübertragungsanfrage sendet, schaltet der Schalter 2 (365) auf die Stelle 1; im anderen Fall bewegt sich der Schalter 2 auf die Stelle 0. Der Schalter i, wobei i > 2, funktioniert wie folgt: Wenn sich mindestens einer der Schalter oberhalb von ihm (d.h., Schalter 2, ..., Schalter i-1) sich entweder in Position 1 oder Position 2 befindet, bewegt sich der Schalter i auf die Stelle 1; im anderen Falle, wenn PG_i-1 eine Paketübertragungsanfrage sendet, bewegt sich der Schalter i an die Stelle 2; im anderen Falle bewegt sich der Schalter i auf die Stelle 0. Wo ein Schalter auf 1 für PG₂ positioniert ist, eine Unterbrechung von PG₂, startet sofort eine Unterbrechung von PG₂ das Verarbeiten von PG₁. Wo ein Schalter auf 1 für PG_i positioniert ist, i > 2, startet eine Unterbrechung von PG_i sofort eine Verarbeitung von PG_n-1, wobei n eine ganze Zahl kleiner als i ist und durch die Positionen der Schalter 0 bis i-1 bestimmt ist. Wo ein Schalter i auf 2 gesetzt ist, wird PG_i-1 verarbeitet. Wo ein Schalter auf 1 gesetzt ist, eine Unterbrechung von PG; startet ein neuer Prozess PG_n-1, wobei n eine ganze Zahl kleiner als i ist, wobei der Schalter n auf 2 gesetzt ist. Wo der Schalter i auf 0 für PG_i gesetzt ist, wird keine vorhergehende PG_1→i-1 verarbeitet.
Die WRR-VLP-Verarbeitungsdisziplin der vorliegenden Erfindung wird verwendet, um mehrere Quellen innerhalb der gleichen Prioritätsgruppe zu bearbeiten. Die WRR-VLP-Verarbeitungsdisziplin funktioniert wie folgt: In einem vorgewählten Partitionszeitraum, bezeichnet als T_p, bedient m jeden Puffer der gleichen Prioritätsgruppe zyklisch in ei ner vorgegebenen Reihenfolge und für einen Zeitraum, der als T_i bezeichnet wird (wobei i der Index des Puffers ist). Der Zeitraum T_i wird wie folgt bestimmt. Normalerweise wird für T_i a_i·T_p angenommen, wobei a_i der Bandbreitengewichtungsfaktor ist, der für die Quelle i verwendet wird. T_i kann jedoch verkürzt werden, wenn der Puffer i keine zu sendenden Bits mehr aufweist oder wenn ein Paket von einem Puffer mit höherer Priorität sendebereit ist, oder kann verlängert werden, wenn der Puffer i noch zu sendende Bits aufweist oder alle anderen Puffer der gleichen Prioritätsgruppe keine zu sendenden Bits mehr aufweisen. Die obere Grenze des Partitionszeitraums T_p wird durch die maximale Warteschlangenverzögerungsanforderung für jeden Bitstrom in dieser Prioritätsgruppe bestimmt und die untere Grenze von T_p wird durch die Paketierungseffizienzanforderung bestimmt. T_p kann auch dynamisch angepasst werden. Wenn einem speziellen Puffer ein Zeitraum von a_i·T_p zugewiesen wird, um ein Paket zu senden, aber dieses Paket von einer Paketübertragungsanfrage von einem Puffer mit einer höheren Priorität unterbrochen wird, dann wird das verbleibende Guthaben typischerweise dem gleichen Puffer gegeben, wenn diese Prioritätsgruppe wiederum in der folgenden Zeit bedient wird. Die Länge eines Pakets von einem Puffer ist nach oben durch die maximale Anzahl von Bits begrenzt, die während der Zeit gesendet werden kann, wenn der Puffer kontinuierlich bedient wird. Die detaillierte Bestimmung einer Paketlänge wird in GL. 1 und GL. 2 angegeben.
4, Bezugszeichen 400, ist ein Flussdiagramm, das die Abläufe und den Steuerfluss zum Multiplexen von Bitströmen innerhalb einer Prioritätsgruppe gemäß der WRR-VLP-Warteschlangendiszipin zeigt. In 4 ist ein Satz ein zelner Prozesse als Ring verbunden. Diese Prozesse werden zyklisch in einer vorgegebenen Reihenfolge ausgeführt, wie durch die Pfeile dargestellt. Beispielsweise kann der Prozess umfassen:
Senden des Bitstroms 2 (402), gefolgt durch:
Unterbrechung und Ende (404), oder
Senden des Bitstroms 3 (406),
gefolgt von:
Unterbrechung und Ende (404), oder
Senden des Bitstroms i – n, wobei n eine positive
ganze Zahl ist,
...
gefolgt von:
Unterbrechung und Ende (404), oder
Senden des Bitstroms i – 1 (408),
gefolgt von:
Unterbrechung und Ende (404), oder
Senden des Bitstroms i (410),
gefolgt von:
Unterbrechung und Ende (404), oder
Senden des Bitstroms i + 1 (412),
...
gefolgt von:
Unterbrechung und Ende (404), oder
Senden des Bitstroms 1 (414),
gefolgt von:
Unterbrechung und Ende (404), oder
Rückkehr zum Senden des Bitstroms 2 (402) und Fortfahren wie oben beschrieben.
Am Anfang einer Kommunikation kann der erste Prozess, mit dem begonnen wird, einer der oben dargelegten Prozesse sein, z.B. der Prozess, der als erster ein fertiges Paket aufweist. Nachdem ein erster Prozess gestartet wurde, ist jedes Mal, wenn die Prioritätsgruppe des ersten Prozesses verarbeitet wird, der erste zu sendende Bitstrom davon abhängig, wo die vorherige Ausführung dieser Prioritätsgruppe endet. Ein beliebiger dieser einzelnen Prozesse kann beendet werden, wenn eine Paketübertragungsanfrage von einer Gruppe mit höherer Priorität empfangen wird oder wenn keine sendebereiten Pakete dieser Prioritätsgruppe mehr vorliegen. wird ein Prozess unterbrochen oder gibt es in dieser Prioritätsgruppe keine zu sendenden Pakete mehr, endet die Verarbeitung der Prioritätsgruppe.
Die zwei oben beschriebenen Warteschlangendisziplinen können kombiniert werden, um verschiedene hybride Warteschlangendisziplinen basierend auf den Anforderungen der Anwendung zu erhalten. Ein Beispiel für das Anwenden dieser zwei Warteschlangendisziplinen zum Multiplexen von Multimediabitströmen ist in 5 gezeigt.
Im Beispiel der 5 werden vier Bitströme, ein Echtzeitaudio-(Bitstrom 1), ein Echtzeitvideo-(Bitstrom 2), ein Echtzeitdaten-(Bitstrom 3) und ein Nicht-Echtzeitdatenbitstrom (Bitstrom 4) zusammen gemultiplext. Die Prioritätszuweisungen dieser vier Bitströme sind P₁ > P₂ = P3 > P4, wobei P_i die Priorität ist, die mit dem Bitstrom i verbunden ist. Nachdem sich die Bitströme 2 und 3 in der gleichen Prioritätsgruppe befinden, werden sie gemäß dem WRR-VLP im Multiplexer WRR-VLP (502) gemultiplext. Nachdem der Bitstrom 1 eine höhere Priorität aufweist als die Prioritätsgruppe, die die Bitströme 2 und 3 enthält, die wie derum eine höhere Priorität als der Bitstrom 4 aufweist, werden demzufolge diese 3 Prioritätsgruppen gemäß dem HOLP-VLP im Multiplexer HOLP-VLP (504) gemultiplext.
Sei Si(t) die Darstellung der Anzahl von Rohinformationsbits in einem Paket, d.h., ausschließlich des Paketheaders, der Kennzeichen und jeglicher Komprimierungsbits, die vom Puffer i stammen und zum Zeitpunkt t erzeugt wurden, wobei Si(t) gewählt wird als:
wenn (Q_i(t) < S_i ^min)
S_i(t) = 0
ansonsten Si(t) = min{Si max, Qi(t) + Qi(titp – t) ~ Bi(t, titp)} (GL 1)wobei S_i ^min und S_i ^max mit 0 < S_i ^min < = S_i ^max jeweils die minimale und maximale Anzahl von Rohinformationsbits in einem Paket für die Quelle i darstellt und typischerweise basierend auf Effizienz- und Speicheranforderungen einer gegebenen Anwendung vorgegeben sind, Q_i(t) die Anzahl von Rohinformationsbits ist, die im Puffer i zum Zeitpunkt t zur Verfügung stehen, Q_i(t_itp – t) die Anzahl von Rohinformationsbits darstellt, die zwischen dem Zeitpunkt t und t_itp in den Puffer i aufgenommen werden und B_i(t, t_itp) die geschätzte Bandbreite (ausgedrückt in Anzahl von Bits) darstellt, die für den augenblicklichen Bitstrom zwischen t und t_itp verfügbar ist, wobei t_itp die Unterbrechungszeit darstellt, bei der die Übertragung für das augenblickliche Paket angehalten werden muss. Wenn es gewünscht ist, eine feste Anzahl von Informationsbits in jedem Paket zu senden, dann ist S_i ^min = S_i ^max.
Wo die WRR-VLP-Warteschlangendisziplin verwendet wird, ist Bi(t, titp) = min{max{ai·R·Tp,R·(te – t)}, R·(th – t)} – Oi(t) (GL 3)wobei a_i den Bandbreitengewichtungsfaktor für den Bitstrom i darstellt, T_p das Partitionsintervall wie vorausgehend beschrieben darstellt, t_i die Zeit darstellt, bei der mindestens einer der Puffer, der die gleich Priorität wie der Puffer i aufweist, ein sendebereites Paket aufweist. Der erste Term a_i·R·T_p in GL. 3 ist die Bandbreite, die der Quelle i während des Partitionsintervalls T_p zugewiesen ist. Die Einbeziehung des zweiten Terms R·(t_e – t) in GL. 3 ermöglicht es, die augenblickliche Paketgröße über das hinaus zu vergrößern, was ihr bislang zugewiesen wurde, bis mindestens einer der anderen Puffer, der die gleiche Priorität wie der Puffer i aufweist, ein zu sendendes Paket aufweist. Die Einbeziehung des dritten Terms R·(t_h – t) in GL. 3 ermöglicht die Unterbrechung der Übertragung des augenblicklichen Pakets durch eine Paketübertragungsanfrage von einem Puffer mit höherer Priorität, wobei ein Puffer seine Paketübertragungsanfrage sendet, sobald er ein Paket im Wert von Bits speichert.
In einigen Anwendungen muss ein Paket eine ganze Anzahl von Bits enthalten, sodass die Größe S_i(t) so gewählt wird, dass sichergestellt ist, dass die Gesamtpaketlänge eine ganze Anzahl von Bits enthält.
Wenn keiner der Puffer ein sendefertiges Paket aufweist, d. h. S_i(t) = 0 für alle i, wird typischerweise eine Form von Füllpaketen wie etwa HDLC-Kennzeichen, die ebenfalls aus einer ganzen Anzahl von Bits bestehen, an den Kanal gesendet.
6, Bezugszeichen 600, ist ein Flussdiagramm, das die Prozesse und den Steuerfluss auf hohem Niveau, der in der Multimedia-Multiplexvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert ist, beschreibt. In 6 führt der Konfigurationsprozess (610) die Prioritätszuordnung, die Bandbreitenzuweisung und die Auswahl der Warteschlangendisziplin basierend auf der Prioritätszuordnung, wie oben beschrieben, durch. Dieser Prozess wird typischerweise am Anfang einer Kommunikation auf den Empfang des Bitstroms hin durchgeführt, kann aber auch während einer Kommunikation initiiert werden, wenn sich entweder die Kanalbedingungen oder die Informationsquellen ändern. Der Pufferüberwachungsprozess (620) überwacht einen Satz von Informationspuffern, die die Eingangsquellbitströme empfangen und erzeugt eine Paketübertragungsanfrage für einen beliebigen Puffer, der mindestens sendebereite Bits im Wert eines Pakets aufweist. Der Warteschlangenausführungsprozess (630) wählt und segmentiert Bitströme, die zu verschiedenen Zeitpunkten basierend auf einer Warteschlangendisziplin, die durch den Konfigurationsprozess (610) bestimmt wurde, gesendet werden sollen, Paketübertragungsanfragen, die durch den Pufferüberwachungsprozess (620) bestimmt werden und Paketsendeanzeigen, die durch den Paketerzeugungsprozess (640) bestimmt werden. Schließlich führt der Paketerzeugungsprozess (640) die Paketierung durch das Bilden von Paketen basierend auf einem ausgewählten Protokoll durch und fügt Einfügebits in Pakete ein und gibt dann Pakete an einen Ausgabekanal aus.
Der Pufferüberwachungsprozess (620) wird effizienter durch das Überwachen in kurzen regelmäßigen vorgegebenen Intervallen durchgeführt. Das Verwenden von kurzen im Gegensatz zu langen Intervallen erniedrigt die mögliche Verzögerung eines Pakets mit hoher Priorität, erhöht aber die Verarbeitungslast des Prozessors.
Die Frequenz, mit der die Pufferüberwachung (620) angerufen wird, und damit die Verarbeitungslast kann durch das Vorsehen eines Anrufzeitpunkts basierend auf der Größe eines Datenblocks reduziert werden, der augenblicklich gesendet wird, wenn sie bekannt ist.
Im folgenden Beispiel werden eine Implementierung, die auf einer HDLC-Framesynchronisierungsstruktur basiert und drei unterschiedliche Medienarten verwendet:
Audio – mit Priorität P₁
Video – mit Priorität P₂
Daten – mit Priorität P₃
wobei P₁ > P₂ > P₃. Da Audio die höchste Priorität aufweist, ist es das Ziel, allen anderen zuvorkommen, wenn ein Audiopaket bereit zum Senden ist. Die verbleibende Bandbreite wird zuerst Video und dann schließlich den Daten zugewiesen.
Der Prozess fängt an, wenn der erste verschlüsselte Audioframe bereit zum Senden ist. Die folgenden Verarbeitungsschritte werden dann durchgeführt:

A) Basierend auf einem ausgewählten Protokoll wird ein Audiopaket gebildet, HDLC-verschlüsselt und dann an den Ausgabekanal ausgegeben.
B) Der Prozessor ist so programmiert, dass er die nächste Gelegenheit ("instance") für das Pufferüberwachen (620) festsetzt, gerade bevor das augenblickliche Paket vollständig an den Ausgabekanal übertragen wurde. Ein Verfahren besteht darin, einen Zeitgeberbaustein zu verwenden, der typischerweise in Mikroprozessoren und Digitalsignalprozessoren verfügbar ist.
C) Wenn sich die nächste Gelegenheit für (620) ergibt, wird die verfügbare Bandbreite berechnet, wobei t_h vorhersagbar ist, da Audio typischerweise mit einer determinierten periodischen Rate gebildet wird. Bei dieser Gelegenheit wird ein Videopaket (oder ein Datenpaket, wenn kein Video verfügbar ist oder HDLC-Kennzeichen, wenn nichts verfügbar ist) basierend auf einem ausgewählten Protokoll gebildet, HDLC-codiert und dann ausgegeben, wobei die Paketgröße durch GL. 1 bestimmt wird.
D) Wenn ein nächster Audioframe noch nicht bereit ist, werden die Schritte B) und C) wiederum ausgeführt; im anderen Falle gehe zum Schritt E).
E) Wiederhole Schritte A) bis D).

Mit der obigen Herangehensweise erfährt Audio keinerlei Verzögerung, da die Pufferüberwachung (620) genau dann gerufen wird, wenn der Audiocodierer ein verfügbares Paket aufweist. In der Praxis kann der Audiocodierer einen Verarbeitungs-Jitter erfahren, da es unterschiedliche Zeiten dauern kann, verschiedene Audioframes zu codieren. Demzufolge hat der Audiocodierer ein Audiopaket nicht zum erwarteten Zeitpunkt fertig. Um dieses Problem zu lindern, kann der Audiocodierer alle seine codierten Audioframes um den maximalen erwarteten Jitter verzögern, bevor er sie an den Multiplexer weiterleitet. Dies garantiert, dass ein Audiopaket immer zum Zeitpunkt K·t_h, verfügbar ist, wobei K eine ganze Zahl ist, unter der Voraussetzung, dass keine Pausenunterdrückung verwendet wird. In dieser vereinfachten Herangehensweise wird Video nicht in der Lage sein, sofort ein Datenpaket zu unterbrechen, wenn das Datenpaket gesendet wurde, bevor ein Videopaket bereit ist. Es kann jedoch die maximale Datenpaketgröße relativ klein gewählt werden, sodass Video nicht länger als eine vorgegebene Zeit blockiert sein wird.
Der in GL. 3 gegebene Overhead O_i(t) umfasst typischerweise einen Paketheader, Komprimierungsbits und Kennzeichen, wobei die Anzahl an Bits, die für den Header verwendet wird, typischerweise fest ist. Wenn die HDLC-Framesynchronisierung zum Abgrenzen von Paketen verwendet wird, wird ein ein Byte großes binäres Wort "01111110" als Abgrenzungskennzeichen verwendet. Um eine Duplizierung dieses HDLC-Kennzeichens im Informationsbitstrom zu vermeiden, wird eine HDLC-Bit-Einfügung ("HDLC bit-stuffing") auf den Inhalt jedes Pakets angewendet, indem ein "0"-Bit nach jeweils fünf aufeinanderfolgenden "1"-Bits eingefügt wird. Der durch das Biteinfügen verursachte Overhead beträgt ungefähr 1,6% für eine Zufallssequenz und bis zu 20%, wenn die Rohdatensequenz ausschließlich "1" enthält. Wird diesem Overhead nicht angemessen Rechnung getragen und von der verfügbaren Bandbreite (O_i(t) in LG. 3) angepasst, kann der gesamte Verkehr gegebenenfalls eine kumulative Verzögerung erfahren. Indem jedoch der Betrag des HDLC-Overheads exakt geschätzt und die verfügbare Bandbreite (d. h. Paketgröße) des Nicht-Echtzeitverkehrs reduziert wird, wird der verzögerungssensitive Echtzeitverkehr nicht unnötigerweise verzögert.
Für Softwareimplementierungen der HDLC-Bit-Einfügung ist der Betrag von komprimierten Bits bereits dem Warte schlangenausführungsprozess verfügbar und demzufolge der Overhead O_i(t) leicht bestimmt. Wenn jedoch ein Hardware-HDLC Controller verwendet wird, ist der Bit-Einfügungsprozess dem Anwender verborgen, sodass die Anzahl an eingefügten Bits nicht direkt verfügbar ist und geschätzt werden muss.
Die Kennzeichen- und Komprimierungsbits für ein Paket werden duch einen Hardware-HDLC-Controller erzeugt und die verfügbare Bandbreite B_i(t, t_itp) wird als die Kanalbitrate multipliziert mit der Pufferbedienzeit, t–t_itp, geschätzt und dann von den Overheadkorrekturen aufgrund einer Unterschätzung des Overheads von Paketen, die vorher gesendet wurden, subtrahiert, wobei eine Korrektur für ein Paket als T·R – S berechnet wird, wobei: A) T eine Zeitdifferenz zwischen einer Bestätigung für das Paket und der eines unmittelbar vorausgehenden Paketes darstellt, wobei die Bestätigung typischerweise durch den HDLC-Controller auf den Abschluss der Übertragung jedes Pakets hin erzeugt wird; B) R die Kanalbitrate darstellt; und C) S die Anzahl an bekannten Informationsbits in dem Paket darstellt, wie etwa die Rohinformationsbits, Kennzeichen und Paketheader.
Momentane Hardware-HDLC-Controller sind in der Lage, eine Unterbrechung zur Verfügung zu stellen, wenn ein Puffer vollständig HDLC-codiert und an die Übertragungs-FIFO gesendet wurde und sind in der Lage, die Einfügung eines HDLC-Kennzeichens zu spezifizieren, um ein Paket zu beenden. Diese Eigenschaften können verwendet werden, um den Bit-Einfügungsoverhead für diesen Puffer zu schätzen. 7, Bezugszeichen 700, zeigt ein Beispiel eines rohen, d. h. Vor-HDLC-Pakets, das durch (701), (702), (703), (704) gebildet wird und dann HDLC-codiert wird. Nachdem jedes Paket HDLC codiert worden ist, wird durch den Hardwarecontroller (711), (712), (713), (714) eine Unterbrechung erzeugt. Das Zeitintervall zwischen zwei aufeinanderfolgenden Unterbrechungen multipliziert mit der Ausgangsbitrate ist gleich der Gesamtanzahl von HDLC-codierten Bits, die in dem Intervall zwischen den Unterbrechungen übertragen wurden. Diese Berechnung umfasst die Bit-Einfügung und möglicherweise ein Kennzeichen, wenn der Puffer ein end-of-packet (Paketendekennzeichen) enthält. Da die Größe des entsprechenden vor-HDLC-codierten Pakets dem Warteschlangenausführungsprozess bekannt ist, ist der HDLC-Overhead die Differenz zwischen der Gesamtzahl von übertragenen HDLC-codierten Bits und der berechneten Anzahl von übertragenen Bits. Beispielsweise, Overhead für 702 = (t712 – t711)·R-(Größe von 702) + verbleibender Overhead-Bruchteilwobei t₇₁₁, t₇₁₂ die Zeiten sind, bei denen jeweils die Unterbrechungen 711 und 712 stattfinden. In der Praxis werden sich von jeder Overheadberechnung Bruchteile ergeben. Diese müssen kontinuierlich akkumuliert werden, bis der Fehler eine ganze Anzahl von Bits überschreitet und dann kompensiert werden.
In Abhängigkeit von den Latenzzeiten innerhalb des Systems, wenn der Overhead für (702) berechnet wird, kann das Paket, das gebildet wird, (703), (704) oder auch ein späteres Paket sein. In den meisten Implementierungen kann die Latenzzeit typischerweise ein Paket betragen. Eine kürzere Latenzzeit bedeutet, dass ein beliebiger HDLC-Overhead, der in ein Paket eingeführt wird, schnell durch das Verkürzen von nicht zeitkritischen Paketen kompensiert werden kann, sodass die Verzögerung für zeitkritischen Verkehr minimiert wird. Die Paketgröße des Verkehrs wird immer entsprechend LG. 1 oder 3 gewählt.
Die Schätzung des Overheads wird für jeden Datenblock neu berechnet, der gemäß HDLC zu codieren ist und verwendet wird, um die Größe des nächsten zu multiplexenden Pakets einzustellen. Wo der Overhead unterschätzt ist, werden nicht zeitkritische Pakete größer als notwendig, was dazu führt, dass zeitkritischer Verkehr eine größere Verzögerung erfährt. Wo jedoch der Overhead überschätzt wird, sind nicht zeitkritische Pakete kleiner als notwendig, was in mehr Füllkennzeichen und in einer reduzierten Effizienz resultiert.
Es ist klar dass die vorliegende Erfindung in zahlreichen Kommunikationssystemvorrichtungen implementiert werden kann. 8, Bezugszeichen 800 ist ein Blockdiagramm, das eine Ausführungsform einer Datenkommunikationsanlage/Datenendeinrichtungsanlage ("DCE = Data Communications Equipment/DTE = Data Terminal Equipment") (802) mit einer Multimediamultiplexvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Zusätzlich kann das Verfahren der vorliegenden Erfindung beispielsweise wie in 9, Bezugszeichen 900, gezeigt ausgeführt sein. Das Verfahren umfasst die Schritte:
A) Empfangen von Bitströmen von unterschiedlichen Medienquellen und zeitweises Puffern der Bitströme in einer Mehrzahl von Informationspuffern (902); B) Verwenden (904) einer dynamischen prioritätsbasierten Paketaufteilungs- und Multiplexeinheit mit einem multidisziplinären Warteschlangenschema zum: B1) dynamischen Einstellen der Paketgrößen für die Informationsbitströme basierend auf einem Füllzustand jedes der Mehrzahl von Informationspuffern und einer verfügbaren Bitrate des Ausgabekanals und B2) Multiplexen der Pakete in einer Reihenfolge, die auf dem multidisziplinären Warteschlangenschema basiert, das eine höhere Priorität eher einer verzögerungssensitiven Quelle/verzögerungssensitiven Quellen als einer nicht verzögerungssensitiven Quelle/nicht verzögerungssensitiven Quellen zuweist und eine effektive Bandbreitenaufteilung unter einer Mehrzahl von Quellen zur Verfügung stellt. Weitere Implementierungen des Verfahrens ergeben sich aus dem oben Beschriebenen.
Obwohl beispielhafte Ausführungen oben stehend beschrieben wurden, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass viele Veränderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne von der Erfindung abzuweichen. Entsprechend ist es beabsichtigt, dass derartige Veränderungen und Modifikationen vom Geltungsbereich der Erfindung wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, umfasst sind.

Claims

Multimedia-Multiplexvorrichtung (110) in einem Multimediakommunikationssystem (100) zum Aufteilen und Multiplexen von Bitströmen aus unterschiedlichen Medienquellen in Pakete mit variabler Länge, wobei die Vorrichtung umfasst: 1A) eine Mehrzahl von Informationspuffern (120) zum Empfangen von Bitströmen von unterschiedlichen Medienquellen und temporäres Puffern dieser Bitströme; gekennzeichnet durch 1B) eine dynamische prioritätsbasierte Paketaufteilungs- und Multiplexeinheit (130) mit einem multidisziplinären Warteschlangenschema, betriebsfähig an die Mehrzahl von Informationspuffern und an einen Ausgabekanal (140) gekoppelt, um Informationsbitströme auszuwählen und in Pakete variabler Länge aufzuteilen, wobei die Paketgröße dazu geeignet ist, basierend auf mindestens einem Vollsein jedes der Informationspuffer (120) und einer Bitrate des Ausgabekanals (140) dynamisch angepasst zu werden, und die Pakete an den Ausgabekanal (140) zu übertragen.
Multimedia-Multiplexvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch mindestens eines der Merkmale 2A–2B: 2A) die dynamische prioritätsbasierte Paketaufteilungs- und Multiplexeinheit (210) mit einem multidisziplinären Warteschlangenschema umfasst: 2A1) einen Puffermonitor (220), der betriebsfähig an die Mehrzahl von Informationspuffern (205) gekoppelt ist, um das Vollsein jedes Informationspuffers zu überwachen und eine Paketübertragungsanfrage an einen Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) zu senden, wenn ein Informationspuffer Informationsbits im Wert eines Pakets bereit zum Senden hat; 2A2) den Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230), der betriebsfähig an den Puffermonitor (220), an den Ausgabekanal und an einen Paketerzeuger (250) gekoppelt ist, um eine Paketübertragungsanfrage/Paketübertragungsanfragen von dem Puffermonitor (220) zu empfangen, um eine Kanalbitrateninformation von dem Ausgabekanal zu empfangen, um eine Paketendeanzeige von einem Paketerzeuger (250) zu empfangen und um einen Dienstepuffer eines Servers (240) gemäß einer ausgewählten Warteschlangendisziplin zu modifizieren; 2A3) den Server (240), der betriebsfähig an den Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) und an die Mehrzahl von Informationspuffern (205) gekoppelt ist, um einen Befehl von dem Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) zu empfangen und um einen Bitstrom von einem ausgewählten Informationspuffer zu empfangen und den ausgewählten Bitstrom an einen Paketerzeuger (250) weiterzuleiten; und 2A4) den Paketerzeuger (250), der betriebsfähig so gekoppelt ist, dass er einen Bitstrom von dem Server (240) empfangen kann, um Pakete zu bilden und Pakete an den Aus gabekanal zu senden und den Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) jedes Mal zu informieren, wenn ein Paket gesendet wird; und 2A5) wobei in dem multidisziplinären Warteschlangenschema, in dem sich N Puffer befinden, die durch B₁, B₂, ..., und B_N dargestellt werden, um des Quellbitstroms 1, 2, ..., beziehungsweise N zu speichern, eine Priorität jedes Puffers gleich der Priorität des entsprechenden Bitstroms ist, die Puffer gemäß einem der Merkmale 2A5a–2A5c bedient werden: 2A5a) eine HOLP-VLP-Aufteilungswarteschlangendisziplin (504) ("HOLP-VLP = Head of Line Priority for Variable Length Packet"); 2A5b) eine WRR-VLP-Aufteilungswarteschlangendisziplin (502) ("WRR-VLP = Weighted Round Robin for Variable Length Packet"); 2A5c) eine vorgegebene Kombination der HOLP-VLP-(504) und WRR-VLP-(502) Warteschlangendisziplinen, und mindestens eines der Merkmale 2A6a–2A6c: wobei mindestens einer der Puffer dazu geeignet ist, gemäß einer HOLP-VLP-Warteschlangendisziplin (504) bedient zu werden: 2A6a) die HOLP-VLP-Warteschlangendisziplin (504) ist dazu geeignet, zum Bearbeiten von Prioritätsgruppen verwendet zu werden, die alle unterschiedliche Prioritäten aufweisen; wobei mindestens einer der Puffer gemäß einer WRR-VLP-Warteschlangendisziplin bedient wird, 2A6b) wobei die WRR-VLP-Warteschlangendisziplin dazu verwendet wird, Bitströme zu bearbeiten, die alle eine gleiche Priorität aufweisen; und 2A6c) wobei ein Paket von dem Bitstrom i und zur Zeit t erzeugt eine Anzahl von Rohinformationsbits, bezeichnet als S_i(t), enthält, ausschließlich eines Paketheaders, Kennzeichen und beliebiger Einfügebits ("stuffing bits"), wobei S_i(t) dazu geeignet ist, wie folgt berechnet zu werden: wenn (Q_i(t) < S_i ^min) S_i(t) = 0 sonst Si(t) = min{Si max, Qi(t) + Qi(titp – t), Bi(t, titp)wobei S_i ^min und S_i ^max mit 0 < S_i ^min < = S_i ^max eine minimale beziehungsweise eine maximale Anzahl von Rohinformationsbits in einem Paket für den Bitstrom i sind, Q_i(t) eine Anzahl von Rohinformationsbits ist, die im Puffer i zur Zeit t verfügbar ist, Q_i(t_itp – t) eine Anzahl von Rohinformationsbits ist, die zwischen der Zeit t und t_itp in den Puffer i eintritt und B_i(t, t_itp) eine maximale Anzahl von Bits ist, die während einer Zeit gesendet werden kann, wenn der Puffer kontinuierlich bedient wird, wovon jegliche Overheadbits, bezeichnet als O_i(t), für das Paket subtrahiert werden, wobei t_itp eine Unterbrechungszeit ist, bei der die Übertragung des augenblicklichen Pakets angehalten werden muss und wobei eine feste Anzahl von Informationsbits in jedem Paket gesendet wird, S_i ^min = S_i ^max, und wobei die Anzahl von Informationsbits in jedem Paket nicht fest ist, wobei: 2A6c1) die minimale und die maximale Anzahl von Rohinformationsbits basierend auf den Effizienz- und Speicheranforderungen für eine gegebene Anwendung vorgegeben wird; und/oder 2A6c2) die Kennzeichen und Einfügebits für ein Paket dazu geeignet sind, durch einen Hardware-HDLC-Controller (260) erzeugt zu werden und die verfügbare Bandbreite B_i(t, t_itp) dazu geeignet ist, als eine Kanalbitrate multipliziert mit einer Pufferbedienzeit, t – t_itp, geschätzt zu werden und dann dazu geeignet ist, davon Overheadkorrekturen aufgrund einer Unterschätzung des Overheads von Paketen, die vorausgehend gesendet wurden, zu subtrahieren, wobei eine Korrektur für ein Paket dazu geeignet ist, als T·R – S berechnet zu werden, wobei: 2A6c2A) T eine Zeitdifferenz zwischen einer Bestätigung für das Paket und derjenigen eines unmittelbar vorausgehenden Pakets darstellt; 2A6c2B) R die Kanalbitrate darstellt; und 2A6c2C) S eine Anzahl von bekannten Informationsbits in dem Paket darstellt; und 2B) das multidisziplinäre Warteschlangenschema umfasst das Priorisieren von Bitströmen aus unterschiedlichen Quellen basierend auf Verzögerungstoleranzen, wobei ein am wenigsten verzögerungstoleranter Bitstrom dazu geeignet ist, die höchste Priorität zu bekommen, ein am meisten verzögerungstoleranter Bitstrom dazu geeignet ist, die niedrigste Priorität zu bekommen und Bitströme, die eine gleiche Verzögerungstoleranz aufweisen, dazu geeignet sind, eine gleiche Priorität zu bekommen und in eine einzelne Prioritätsgruppe gruppiert werden, und wobei unterschiedliche Prioritäten zugewiesen werden, wobei ein Bandbreitengewichtungsfaktor a_i für einen Bitstrom i, wobei i ein Index für den Bitstrom ist, dazu geeignet ist, jedem Bitstrom als ein Bruchteil einer Bandbreite zugewiesen zu werden, die dem Bitstrom i aus der gesamten Bandbreite zugeordnet ist, die zu der Prioritätsgruppe, die den Bitstrom i enthält, zugeordnet ist.
Multimedia-Multiplexvorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische prioritätsbasierte Paketaufteilungs- und Multiplexeinheit (130) weiterhin dazu geeignet ist, 3B2) die Pakete in einer Reihenfolge zu multiplexen, die auf dem multidisziplinären Warteschlangenschema basiert, das dazu geeignet ist, eine höhere Priorität einer verzögerungssensitiven Quelle/verzögerungssensitiven Quellen eher zuzuweisen als einer nicht verzögerungssensitiven Quelle/nicht verzögerungssensitiven Quellen und dass dazu geeignet ist, eine effektive Bandbreitenaufteilung unter einer Mehrzahl von Quellen bereit zu stellen.
Multimedia-Multiplexvorrichtung nach Anspruch 3, weiterhin gekennzeichnet durch mindestens eines der Merkmale 4A-4C: 4A) die dynamische prioritätsbasierte Paketaufteilungs- und Multiplexeinheit (210) umfasst: 4A1) einen Puffermonitor (220), betriebsfähig an die Mehrzahl von Informationspuffern (205) gekoppelt, um das Vollsein jedes Informationspuffers zu überwachen und eine Paketübertragungsanfrage an einen Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) zu senden, wenn ein Informationspuffer Informationsbits im Wert eines Paketes bereit zum Senden aufweist; 4A2) den Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230), der betriebsfähig an den Puffermonitor (220), an den Ausgabekanal und an einen Paketerzeuger (250) gekoppelt ist, um eine Paketübertragungsanfrage/Paketübertragungsanfragen von dem Puffermonitor (220) zu empfangen, um eine Kanalbitrateninformation von dem Ausgabekanal zu empfangen, um eine Paketendeanzeige von einem Paketerzeuger (250) zu empfangen und um einen Dienstehpuffer eines Servers (240) gemäß einer ausgewählten Warteschlangendisziplin zu modifizieren; 4A3) den Server (240), der betriebsfähig an den Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) und an die Mehrzahl von Informationspuffern (205) gekoppelt ist, um einen Befehl von dem Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) zu empfangen und um einen Bitstrom von einem ausgewählten Informationspuffer zu empfangen und den ausgewählten Bitstrom an einen Paketerzeuger (250) weiterzuleiten; und 4A4) den Paketerzeuger (250), der betriebsfähig so gekoppelt ist, dass er einen Bitstrom von dem Server (240) empfangen kann, um Pakete zu bilden und Pakete an den Ausgabekanal zu senden und den Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) jedes Mal zu informieren, wenn ein Paket gesendet wird; 4B) das multidisziplinäre Warteschlangenschema umfasst das Priorisieren von Bitströmen aus unterschiedlichen Quellen basierend auf Verzögerungstoleranzen, wobei ein am wenigsten verzögerungstoleranter Bitstrom dazu geeignet ist, die höchst Priorität zu bekommen, ein am meisten verzögerungstoleranter Bitstrom dazu geeignet ist, die niedrigste Priorität zu bekommen und Bitströme, die eine gleiche Verzögerungstoleranz aufweisen, dazu geeignet sind, eine gleich Priorität zu bekommen und in eine einzelne Priori tätsgruppe gruppiert werden, und wobei unterschiedliche Prioritäten zugewiesen werden, wobei ein Bandbreitengewichtungsfaktor a_i für einen Bitstrom i, wobei i ein Index für den Bitstrom ist, dazu geeignet ist, jedem Bitstrom als ein Bruchteil einer Bandbreite zugewiesen zu werden, die dem Bitstrom i aus der gesamten Bandbreite zugeordnet ist, die zu der Prioritätsgruppe, die den Bitstrom i enthält, zugeordnet ist; und 4C) wobei in dem multidisziplinären Warteschlangenschema, in dem sich N Puffer befinden, die durch B₁, B₂, ..., und B_N dargestellt werden, um den Quellbitstrom 1, 2, ..., beziehungsweise N zu speichern, eine Priorität jedes Puffers gleich der Priorität des entsprechenden Bitstroms ist, die Puffer dazu geeignet sind, gemäß einem der Merkmale 4C1–4C3 bedient zu werden: 4C1) eine HOLP-VLP-Aufteilungswarteschlangendisziplin (504) ("HOLP-VLP = Head of Line Priority for Variable Length Packet"); 4C2) eine WRR-VLP-Aufteilungswarteschlangendisziplin (502) ("WRR-VLP = Weighted Round Robin for Variable Length Packet"); 4C3) eine vorgegebene Kombination der HOLP-VLP- (504) und WRR-VLP- (502) Warteschlangendisziplinen, und mindestens eines der Merkmale 4C3a–4C3c, wobei mindestens einer der Puffer dazu geeignet ist, gemäß einer HOLP-VLP-Warteschlangendisziplin (504) bedient zu werden: 4C3a) wobei eine HOLP-VLP-Warteschlangendisziplin (504) dazu geeignet ist, zum Bearbeiten von Prioritätsgruppen verwendet zu werden, die alle unterschiedliche Prioritäten aufweisen; wobei mindestens einer der Puffer gemäß einer WRR-VLP-Warteschlangendisziplin bedient wird, 4C3b) wobei eine WRR-VLP-Warteschlangendisziplin (502) dazu verwendet wird, Bitströme zu bearbeiten, die alle eine gleiche Priorität aufweisen; und 4C3c) wobei ein Paket von dem Bitstrom i und zur Zeit t erzeugt eine Anzahl von Rohinformationsbits, bezeichnet als Si(t), enthält, ausschließlich eines Paketheaders, Kennzeichen und beliebiger Einfügebits, wobei Si(t) dazu geeignet ist, wie folgt berechnet zu werden: wenn (Q_i(t) < g_i ^min) S_i(t) = 0 sonst Si(t) = min{Si max, Qi(t) + Qi(titp – t), Bi(t, titp)wobei S_i ^min und S_i ^max mit 0 < S_i ^min < = S_i ^max eine minimale beziehungsweise eine maximale Anzahl von Rohinformationsbits in einem Paket für den Bitstrom i sind, Q_i(t) eine Anzahl von Rohinformationsbits ist, die im Puffer i zur Zeit t verfügbar ist, Q_i(t_itp – t) eine Anzahl von Rohinformationsbits ist, die zwischen der Zeit t und t_itp in den Puffer i eintritt und B_i(t, t_itp) eine maximale Anzahl von Bits ist, die während einer Zeit gesendet werden kann, wenn der Puffer kontinuierlich bedient wird, wovon jegliche Overheadbits, bezeichnet als O_i(t), für das Paket subtrahiert werden, wobei t_itp eine Unterbrechungszeit ist, bei der die Übertragung des augenblicklichen Pakets angehalten werden muss und wobei eine feste Anzahl von Informationsbits in jedem Paket gesendet wird, S_i ^min = S_i ^max, und wobei mindestens eines der Merkmale 4C3c1–4C3c2 gilt: wobei die Anzahl von Informationsbits in jedem Paket nicht fest ist, 4C3c1) die minimale und die maximale Anzahl von rohen Informationsbits basierend auf den Effizienz- und Speicheranforderungen für eine gegebene Anwendung vorgegeben wird; und 4C3c2) wobei die Kennzeichen und Einfügebits für ein Paket dazu geeignet sind, durch einen Hardware-HDLC-Controller (260) erzeugt zu werden und die verfügbare Bandbreite B_i(t, t_itp) ist dazu geeignet, als eine Kanalbitrate multipliziert mit einer Pufferbedienzeit, t – t_itp, geschätzt zu werden und dann dazu geeignet ist, davon Overheadkorrekturen aufgrund einer Unterschätzung des Overheads von Paketen, die vorausgehend gesendet wurden, zu subtrahieren, wobei eine Korrektur für ein Paket dazu geeignet ist, als T·R – S berechnet zu werden, wobei: 4C3c2A) T eine Zeitdifferenz zwischen einer Bestätigung für das Paket und derjenigen eines unmittelbar vorrausgehenden Pakets darstellt; 4C3c2B) R die Kanalbitrate darstellt; und 4C3c2C) S eine Anzahl von bekannten Informationsbits in dem Paket darstellt.
Multimedia-Multiplexvorrichtung (110) nach Anspruch 3, wobei die Multimedia-Multiplexvorrichtung als Teil einer Datenkommunikationsanlage/Datenendeinrichtungsanlage integriert ist.
Multimedia-Multiplexvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die dynamische prioritätsbasierte Paketaufteilungs- und Multiplexeinheit umfasst: 6A) einen Puffermonitor (220), der betriebsfähig an die Mehrzahl von Informationspuffern (205) gekoppelt ist, um das Vollsein jedes Informationspuffers zu überwachen und eine Paketübertragungsanfrage an einen Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) zu senden, wenn ein Informationspuffer Informationsbits in Wert eines Pakets bereit zum Senden hat; 6B) den Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230), der betriebsfähig an den Puffermonitor (220), an den Ausgabekanal und an einen Paketerzeuger (250) gekoppelt ist, um eine Paketübertragungsanfrage/Paketübertragungsanfragen von dem Puffermonitor (220) zu empfangen, um eine Kanalbitrateninformation von dem Ausgabekanal zu empfangen, um eine Paketendeanzeige von einem Paketerzeuger (250) zu empfangen und um einen Dienstepuffer eines Servers (240) gemäß einer ausgewählten Warteschlangendisziplin zu modifizieren; 6C) den Server (240), der betriebsfähig an den Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) und an die Mehrzahl von Informationspuffern (205) gekoppelt ist, um einen Befehl von dem Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) zu empfangen und um einen Bitstrom von einem ausgewählten Informationspuffer zu empfangen und den ausgewählten Bitstrom an einen Paketerzeuger (250) weiterzuleiten; und 6D) den Paketerzeuger (250), der betriebsfähig so gekoppelt ist, dass er einen Bitstrom von dem Server (240) empfangen kann, um Pakete zu bilden und Pakete an den Ausgabekanal zu senden und den Warteschlangen- und Aufteilungscontroller (230) jedes Mal zu informieren, wenn ein Paket gesendet wird.
Multimediamultiplexvorrichtung nach den Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass das multidisziplinäre Warteschlangenschema das Priorisieren von Bitströmen aus unterschiedlichen Quellen basierend auf Verzögerungstoleranzen umfasst, wobei ein am wenigsten verzögerungstoleranter Bitstrom dazu geeignet ist, die höchst Priorität zu bekommen, ein am meisten verzögerungstoleranter Bitstrom dazu geeignet ist, die niedrigste Priorität zu bekommen und Bitströme, die eine gleiche Verzögerungstoleranz aufweisen, dazu geeignet sind, eine gleich Priorität zu bekommen und in eine einzelne Prioritätsgruppe gruppiert werden, und wobei unterschiedliche Prioritäten zugewiesen werden, wobei ein Bandbreitengewichtungsfaktor a_i für einen Bitstrom i, wobei i ein Index für den Bitstrom ist, dazu geeignet ist, jedem Bitstrom als ein Bruchteil einer Bandbreite zugewiesen zu werden, die dem Bittstrom i aus der gesamten Bandbreite zugeordnet ist, die zu der Prioritätsgruppe, die den Bitstrom i enthält, zugeordnet ist.
Multimedia-Multiplexvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem multidisziplinären Warteschlangenschema, in dem sich N Puffer befinden, die durch B₁, B₂, ..., und B_N dargestellt werden, um den Quellbitstrom 1, 2, ..., beziehungsweise N zu speichern, eine Priorität jedes Puffers gleich der Priorität des entsprechenden Bitstroms ist, wobei die Puffer gemäß einem der Merkmale 8A–8C bedient werden: 8A) eine HOLP-VLP-Aufteilungswarteschlangendisziplin (504) ("HOLP-VLP = Head of Line Priority for Variable Length Packet"); 8B) eine WRR-VLP-Aufteilungswarteschlangendisziplin (502) ("WRR-VLP = Weighted Round Robin for Variable Length Packet"); und 8C) eine vorgegebene Kombination der HOLP-VLP- (504) und WRR-VLP- (502) Warteschlangendisziplinen, und mindestens eines der Merkmale 8C1-8C3: wobei mindestens einer der Puffer dazu geeignet ist, gemäß einer HOLP-VLP-Warteschlangendisziplin (504) bedient zu werden, 8C1) wobei die HOLP-VLP-Warteschlangendisziplin (504) dazu verwendet wird, Prioritätsgruppen zu bearbeiten, die alle unterschiedliche Prioritäten aufweisen; wobei mindestens einer der Puffer dazu geeignet ist, gemäß einer WRR-VLP- (502) Warteschlangendisziplin bedient zu werden, 8C2) wobei die WRR-VLP- (502) Warteschlangendisziplin dazu verwendet wird, Bitströme zu bearbeiten, die alle eine gleiche Priorität aufweisen; und 8C3) wobei ein Paket von dem Bitstrom i und zur Zeit t erzeugt die Anzahl von Rohinformationsbits, bezeichnet als Si(t), enthält, ausschließlich eines Paketheaders, Kennzeichen und beliebiger Einfügebits, wobei Si(t) dazu ausgelegt ist, wie folgt berechnet zu werden: wenn (Q_i(t) < S_i ^min) S_i(t) = 0 sonst Si(t) = min{Si max, Qi(t) + Qi(titp – t), Bi(t, titp)}wobei S_i ^min und S_i ^max mit 0 < S_i ^min < = S_i ^max eine minimale beziehungsweise eine maximale Anzahl von Rohinformationsbits in einem Paket für den Bitstrom i sind, Q_i(t) eine Anzahl von Rohinformationsbits ist, die im Puffer i zur Zeit t verfügbar ist, Q_i(t_itp – t) eine Anzahl von Rohinformationsbits ist, die zwischen der Zeit t und t_itp in den Puffer i eintritt und B_i(t, t_itp) eine maximale Anzahl von Bits ist, die während einer Zeit gesendet werden kann, wenn der Puffer kontinuierlich bedient wird, wovon jegliche Overheadbits, bezeichnet als O_i(t), für das Paket subtrahiert werden, wobei t_itp eine Unterbrechungszeit ist, bei der die Übertragung des augenblicklichen Pakets angehalten werden muss und wobei eine feste Anzahl von Informationsbits in jedem Paket gesendet wird, S_i ^min = S_i ^max, und wobei die Anzahl von Informationsbits in jedem Paket nicht fest ist, wobei mindestens eines der Merkmale 8C3a–8C3b gilt: 8C3a) wobei die minimale und die maximale Anzahl von rohen Informationsbits basierend auf den Effizienz- und Speicheranforderungen für eine gegebene Anwendung vorgegeben wird; und 8C3b) die Kennzeichen und Einfügebits für ein Paket dazu geeignet sind, durch einen Hardware-HDLC-Controller (260) erzeugt zu werden und die verfügbare Bandbreite B_i(t, t_itp) dazu geeignet ist, als eine Kanalbitrate multipliziert mit einer Pufferbedienzeit, t – t_itp, geschätzt zu werden und dann dazu geeignet ist, davon Overheadkorrekturen aufgrund einer Unterschätzung des Overheads von Paketen, die vorausgehend gesendet wurden, zu subtrahieren, wobei eine Korrektur für ein Paket dazu geeignet ist, als T·R – S berechnet zu werden, wobei: 8C3b1) T eine Zeitdifferenz zwischen einer Bestätigung für das Paket und derjenigen eines unmittelbar vorrausgehenden Pakets darstellt; 8C3b2) R die Kanalbitrate darstellt; und 8C3b3) S eine Anzahl von bekannten Informationsbits in dem Paket darstellt;
Multimedia-Multiplexverfahren (900) für ein Multimedia-Kommunikationssystem zum Aufteilen und Multiplexen von Bitströmen aus unterschiedlichen Medienquellen in Pakete mit variabler Länge, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: 9A) Empfangen von Bitströmen aus unterschiedlichen Medienquellen und temporäres Puffern der Bitströme in einer Mehrzahl von Informationspuffern (902); gekennzeichnet durch 9B) Verwenden einer dynamischen prioritätsbasierten Aufteilungs- und Multiplexeinheit mit einem multidisziplinären Warteschlangenschema (904), um: 9B1) dynamisch die Paketgrößen für die Informationsbitströme basierend auf einem Vollsein eines jeden der Mehrzahl von Informationspuffern und eine verfügbare Bitrate des Ausgabekanals anzupassen und 9B2) die Pakete in einer Reihenfolge zu multiplexen, die auf dem multidisziplinären Warteschlangenschema basiert, das eine höhere Priorität eher einer verzögerungssensitiven Quelle/verzögerungssensitiven Quellen zuweist als einer nicht verzögerungssensitiven Quelle-/nicht verzögerungssensitiven Quellen und eine effektive Bandbreitenaufteilung unter einer Mehrzahl von Quellen zur Verfügung stellt.
Verfahren nach Anspruch 9, weiterhin gekennzeichnet durch mindestens eines der Merkmale 10A–10C: 10A) die dynamische prioritätsbasierte Paketaufteilungs- und Multiplexeinheit weist ein multidisziplinäres Warteschlangenschema auf, das die Schritte verwendet: 10A1) Überwachen mittels eines Puffermonitors das Vollsein jedes Informationspuffers und Senden einer Paketübertragungsanfrage an einen Warteschlangen- und Aufteilungscontroller, wenn ein Informationspuffer Informationsbits im Wert eines Pakets bereit zum Senden aufweist (620); 10A2) Verwenden eines Warteschlangen- und Aufteilungscontrollers zum Empfangen einer Paketübertragungsanfrage/von Paketübertragungsanfragen von dem Puffermonitor, zum Empfangen von Kanalbitrateninformationen von einem Ausgabekanal, zum Empfangen einer Paketendeanzeige von einem Paketerzeuger und zum Modifizieren eines Dienstepuffers eines Servers gemäß einer ausgewählten Warteschlangendisziplin (610); 10A3) Verwenden eines Servers zum Empfangen eines Befehls von dem Warteschlangen- und Aufteilungscontroller und zum Empfangen eines Bitstroms von einem ausgewählten Informationspuffer und Weiterleiten des ausgewählten Bitstroms an einen Paketerzeuger (630); und 10A4) Verwenden eines Paketerzeugers zum Bilden von Paketen und Senden der Pakete an den Ausgabekanal und zum Informieren des Warteschlangen- und Aufteilungscontrollers jedes Mal, wenn ein Paket gesendet wird (640); 10B) das multidisziplinäre Warteschlangenschema enthält das Priorisieren von Bitströmen aus unterschiedlichen Quellen basierend auf Verzögerungstoleranzen, wobei ein am wenigsten verzögerungstoleranter Bitstrom dazu geeignet ist, die höchste Priorität zu erhalten, ein am meisten verzögerungstoleranter Bitstrom dazu geeignet ist, die nied rigste Priorität zu erhalten und Bitströme, die eine gleiche Verzögerungstoleranz aufweisen, dazu geeignet sind, eine gleich Priorität zu erhalten und in eine einzelne Prioritätsgruppe gruppiert werden, und wobei unterschiedliche Prioritäten zugewiesen werden, wobei ein Bandbreitengewichtungsfaktor a_i für einen Bitstrom i, wobei i ein Index für den Bitstrom ist, jedem Bitstrom als ein Bruchteil einer Bandbreite zugewiesen wird, die dem Bittstrom i aus der gesamten Bandbreite zugeordnet ist, die der Prioritätsgruppe, die den Bitstrom i enthält, zugeordnet ist; 10C) wobei in dem multidisziplinären Warteschlangenschema, in dem sich N Puffer befinden, die durch B₁, B₂, ..., und B_N dargestellt werden, um den Quellbitstrom 1, 2, ..., beziehungsweise N zu speichern, eine Priorität jedes Puffers gleich der Priorität des entsprechenden Bitstroms ist, die Puffer gemäß einem der Merkmale 10C1–10C3 bedient werden: 10C1) eine HOLP-VLP-Aufteilungswarteschlangendisziplin (504) ("HOLP-VLP = Head of Line Priority for Variable Length Packet"); 10C2) eine WRR-VLP-Aufteilungswarteschlangendisziplin (502) ("WRR-VLP = Weighted Round Robin for Variable Length Packet"); und 10C3) eine vorgegebene Kombination der HOLP-VLP- (504) und WRR-VLP- (502) Warteschlangendisziplinen, und mindestens eines der Merkmale 10C3a–10C3d: wobei mindestens einer der Puffer, gemäß einer HOLP-VLP-Warteschlangendisziplin (504) bedient wird, 10C3a) die HOLP-VLP-Warteschlangendisziplin (504) dazu verwendet wird, um Prioritätsgruppen zu bearbei ten, die alle unterschiedliche Prioritäten aufweisen und die Schritte umfasst: 10C3a1) Fortfahren des Bedienens des Puffers i durch einen Server, wo der Puffer i, i ist ein Index des Puffers, augenblicklich bedient wird, bis eines der beiden folgenden Ereignisse eintritt: 10C3a1A) mindestens ein Paket von einem Puffer mit höherer Priorität ist bereit zum Senden; 10C3a1B) eine unvollständige Anzahl von Bits ist im Puffer i verfügbar; 10C3a2) sowie eines der Ereignisse eintritt, Anhalten des Bedienens des Puffers i durch den Server nach dem vollständigen Senden eines Pakets, das augenblicklich gesendet wird, und dann Umschalten, um den Puffer mit der nächsthöheren Priorität zu bedienen, der ein Paket/Pakete bereit zum Senden aufweist; wobei mindestens einer der Puffer gemäß einer WRR-VLP-Warteschlangendisziplin (502) bedient wird, 10C3b) die WRR-VLP-Warteschlangendisziplin wird verwendet, um Bitströme zu bearbeiten, die alle eine gleiche Priorität aufweisen und umfasst folgende Schritte: 10C3b1) Bedienen durch den Server in einem vorausgewählten Partitionszeitraum, T_p, jedes Puffers in einer gleichen Prioritätsgruppe zyklisch in einer vorgegebenen Reihenfolge und für einen Zeitraum, T_i, wobei i ein Index des Puffers ist, wobei der Zeitraum T_i einer der 10C3b1A–10C3b1 ist 10C3b1A) a_i·T_p, wobei a_i der Bandbreitengewichtungsfaktor ist, der für den Bitstrom i verwendet wird; und 10C3b1B) Verkürzen von T_i, wo, eines aus 10Cb1B1–10Cb1B2 zutrifft: 10C3b1B1) wo sich ungenügende Bits im Puffer i befinden; und 10C3b1B2) wo ein Paket von einem Puffer mit höherer Priorität bereit ist zum Senden; und 10C3b1C) Ausdehnen von T_i, wo der Puffer i noch zu sendende Bits aufweist, aber alle anderen Puffer in einer gleichen Prioritätsgruppe nicht bereit zum Senden von Bits sind, wobei eine obere Grenze eines Partitionszeitraums T_p durch eines der Merkmale 10C3b1C1–10C3b1C2 bestimmt wird: 10C3b1C1) eine vorgegebene maximale Warteschlangenverzögerungsanforderung für jeden Bitstrom in der Prioritätsgruppe und eine niedrigere Grenze von T_p wird durch die Paketierungseffizienzanforderung bestimmt; und 10C3b1C2) T_p wird dynamisch angepasst; wobei wenn ein spezieller Puffer einem Zeitraum a_i·T_p zum Senden eines Pakets zugewiesen wird, aber das Paket durch eine Paketübertragungsanfrage von einem Puffer mit höherer Priorität unterbrochen wird, dann das verbleibende Guthaben dem gleichen Puffer gegeben wird, wenn die Prioritätsgruppe wiederum zu einer nachfolgenden Zeit bedient wird; 10C3c) wobei ein Paket von dem Bitstrom i und zur Zeit t erzeugt eine Anzahl von Rohinformationsbits, bezeichnet als S_i(t), ausschließlich eines Paketheaders, Kennzeichen und beliebiger Einfügebits enthält, wobei S_i(t) dazu ausgelegt ist, wie folgt berechnet zu werden: wenn (Q_i(t) < S_i ^min) S_i(t) = 0 sonst Si(t) = min{Si max, Qi(t) + Qi(titp – t), Bi(t, titp)wobei S_i ^min und S_i ^max mit 0 < S_i ^min < = S_i ^max eine minimale beziehungsweise eine maximale Anzahl von Rohinformationsbits in einem Paket für den Bitstrom i sind, Q_i(t) eine Anzahl von Rohinformationsbits ist, die im Puffer i zur Zeit t verfügbar ist, Q_i(t_itp – t) eine Anzahl von Rohinformationsbits ist, die zwischen der Zeit t und t_itp in den Puffer i eintritt und B_i(t, t_itp) eine maximale Anzahl von Bits ist, die während einer Zeit gesendet werden kann, wenn der Puffer kontinuierlich bedient wird, wovon jegliche Overheadbits, bezeichnet als O_i(t), für das Paket subtrahiert werden, wobei t_itp die Unterbrechungszeit ist, bei der die Übertragung des augenblicklichen Pakets angehalten werden muss, und wobei eine feste Anzahl von Informationsbits in jedem Paket gesendet wird, S_i ^min = S_i ^max, und wobei die Anzahl von Informationsbits in jedem Paket nicht fest ist, wobei mindestens eines der Merkmale 10C3c1–10C3c2 gilt: 10C3c1) wobei die minimale und die maximale Anzahl von Rohinformationsbits basierend auf den Effizienz- und Speicheranforderungen für eine gegebene Anwendung vorgegeben wird; und wobei weiterhin ausgewählt wird, wobei Kennzeichen und Einfügebits für ein Paket durch einen Hardware-HDLC-Controller (260) erzeugt werden und die verfügbare Bandbreite B_i(t, t_itp) wird als eine Kanalbitrate multipliziert mit einer Pufferbedienzeit, t – t_itp, geschätzt und wird dann von Overheadkorrekturen aufgrund einer Unterschätzung des Overheads von Paketen, die vorausgehend gesendet wurden, subtrahiert, wobei eine Korrektur für ein Paket dazu geeignet ist, als T·R – S berechnet zu werden, wobei: 10C3c1A) T eine Zeitdifferenz zwischen einer Bestätigung für das Paket und derjenigen eines unmittelbar vorrausgehenden Pakets darstellt; 10C3cB) R die Kanalbitrate darstellt; und 10C3cC) S eine Anzahl von bekannten Informationsbits in dem Paket darstellt; und 10C3d) das multidisziplinäre Warteschlangenschema umfasst, wobei ein Echtzeitaudiobitstrom, bezeichnet als Bitstrom 1, ein Echtzeitvideobitstrom, bezeichnet als Bitstrom 2, ein Echtzeitdatenbitstrom, bezeichnet als Bitstrom 3 und ein Nicht-Echtzeitdatenbitstrom, bezeichnet als Bitstrom 4, zusammen gemultiplext werden, wobei Prioritätszuweisungen mit P1 > P2 = P3 > P4 durchgeführt werden, wobei Pi eine Priorität ist, die mit dem Bitstrom i in Bezug steht, und i = 1, 2, 3, 4, wobei den Bitströmen 2 und 3 eine gleiche Prioritätsgruppe zugewiesen wird, die als PG2 bezeichnet wird, die gemäß der WRR-VLP-Warteschlangendisziplin (502) gemultiplext werden, und wobei dann der Bitstrom 1 gemultiplext wird, PG2, und Bitstrom 4 gemäß der HOLP-VLP-Warteschlangendisziplin (504).