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Hintergrund
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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Übertragung von Telekommunikationsdaten
und insbesondere die Übertragung
von Telekommunikationsdaten durch Verwenden eines asynchronen Transfermodus-Protokolls
(ATM-Protokoll). Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Segmentieren von Datenübertragungspaketen
in kleinere Pakete, um die Effizienz der Datenübertragung zu erhöhen.
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Eine
mögliche
Implementierung von solch einem Verfahren ist offenbart in „Using
ATM to carry very low bit-rate mobile voice signals", Nakamura et al.,
proceedings of the 4th IEEE International conference on universal
personal communications, Tokyo, November 6-10, 1995, Seiten 863-867.
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ATM
ist ein Standardprotokoll zum Übertragen
von Telekommunikationsdaten innerhalb eines Telekommunikationssystems
(z.B. ein zellulares Telekommunikationssystem). Es basiert auf der Übertragung
von Daten in Zellen fixierter Größe, bekannt als
ATM-Zellen, wobei jede ATM-Zelle eine Nutzlast von 48 Oktetts und
einen 5-Oktett-Header umfasst. ATM ist im Stand der Technik gut
bekannt und wird für gewöhnlich für Anwendungen
mit einer niedrigen Bitrate verwendet (z.B. zellulare Sprachkommunikation).
Jedoch nutzt ATM die Bandbreite in Anwendungen mit einer niedrigen
Bitrate nicht effizient aus.
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Bandbreite
ist sehr teuer; daher ist es sehr wichtig, die Bandbreitenausnutzung
zu maximieren. Wenn ATM für
Kommunikation mit einer niedrigen Bitrate verwendet wird, kann die
Bandbreitenausnutzung durch Eingliedern einer ATM-Anpassungsschicht
(AALm) 100, wie in 1 dargestellt,
verbessert werden. Im Allgemeinen basiert AALm auf der Komprimierung
von Benutzerdaten (z.B. Sprachdaten) in kleine, Minizellen genannte
Datenpakete. AALm kann in drei Unterschichten unterteilt werden: Die
Konvergenzunterschicht 101, die Zusammensetzungs- und Auseinandernehmunterschicht
(AAD) 102 und die Multiplex- und Demultiplexunterschicht (MAD) 103.
Die Konvergenzunterschicht 101 dient als Schnittstelle
zwischen der Telekommunikationsanwendung (z.b. zellulares Telefonsystem)
und der AAD-Unterschicht 102. Die AAD-Unterschicht 102 setzt
Benutzerdaten in Minizellen an dem Sendegerät ein (z.B. eine zellulare
Telekommunikationssystem-Basisstation) und extrahiert die Benutzerdaten von
den Minizellen an dem empfangenen Gerät (z.B. an einer zellularen
mobilen Telekommunikationssystem-Vermittlungszentrale).
Die MAD-Unterschicht 103 multiplext die Minizellen in ATM-Zellen
an dem Sendegerät
und demultiplext die Minizellen an dem Empfangsgerät.
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2 stellt
dar, wie bekannte Verfahren, die das AALm 100 verwenden,
jedes Paket von Benutzerdaten (z.B. ein Benutzerpaket 201)
in eine einzelne Minizelle (z.B. Minizelle 202) einsetzen.
In anderen Worten gibt es eine 1:1 Beziehung zwischen jedem Paket
von Benutzerdaten und jeder Minizelle. Folglich kann die Länge jeder
Minizelle von gerade ein paar Oktetts bis zu mehreren hundert Oktetts
in Abhängigkeit
der Länge
des entsprechenden Benutzerpakets variieren. Tatsächlich kann
eine Minizelle länger
als mehrere ATM-Zellen sein (z.B. Minizelle 203).
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Obwohl
die Verwendung von ATM zusammen mit AALm eine bessere Bandbreitenausnutzung als
ATM ohne AALm erreicht, entstehen andere Probleme aufgrund von übermäßig langen
Minizellen, zum Beispiel Minizellen mit einem Datenteil, der länger als
eine vordefinierte Länge
ist (z.B. ATM-Zellen-Nutzlastlänge).
Zu erst führen
große
Minizellen große
Verzögerungsvariationen
ein. Verzögerungsvariation
bezieht sich auf die Variation in der Datenübertragungs- und Ankunftszeit.
Verzögerungsvariation
manifestiert sich selbst als „Schwankung" (engl.: jitter)
in dem Telekommunikationssignal. Um Schwankungen zu vermeiden, muss
ein System einen Verzögerungsvariationsfaktor
zu einer festen Verzögerung
addieren, was in größeren Gesamtübertragungszeiten
resultiert. Obwohl das Addieren eines Verzögerungsvariationsfaktors zu
der festen Verzögerung
die Schwankung reduziert, erfordern große Verzögerungen die Verwendung von
teuren Echoannulierern und diese resultieren in einer Gesamtverminderung
der Sprachqualität.
Darüber
hinaus sind Anwendungen mit niedriger Bit-Rate, wie z.B. Sprachkommunikation,
in hohem Maße
abhängig
von konsistenten Datenübertragungsverzögerungen
(z.B. kleine Verzögerungszeitvariationen);
daher sind Anwendungen mit niedriger Bit-Rate besonders anfällig auf
die zuvor erwähnten
degenerativen Effekte, die durch die Übertragung von Benutzerdaten
in übermäßig großen Minizellen
verursacht werden.
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Das
zweite Problem beim Einbeziehen der Verwendung von großen Minizellen
entsteht, wenn das Telekommunikationsnetzwerk oder die Endausrüstung die
Minizellen von einem ATM-Strom zu einem Anderen schalten. Falls
das Minizellenbenutzerpaket kürzer
oder gleich wie die ATM-Zellennutzlast ist, gibt es ein kleines
Problem mit dem Plazieren einer Minizelle in einer ATM-Zelle an
der Schalteintrittskante, mit dem Schalten der Minizelle in eine
gewünschte
Richtung, mit dem Extrahieren der Minizelle an der Austrittskante
und mit dem Multiplexen der Minizelle in einen neuen ATM-Strom.
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Kurzgesagt
können übermäßig lange
Minizellen, insbesondere Minizellen mit Datenteilen, die länger als
die ATM-Zellennutzlast
sind, sowohl die Sprachqualität
als auch die Effektivität
der Netzwerk schaltenden Ausrüstung
vermindern, wodurch ein Bedarf erzeugt wird, große Minizellen durch Segmentieren
der Benutzerdatenpakete zu begrenzen.
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Zusammenfassung
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Telekommunikationsdatenübertragungsprotokoll
bereitzustellen, das effektiv verfügbare Bandbreite ausnutzt.
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Es
ist ein anderes Ziel der Erfindung, ein Telekommunikationsdatenübertragungsprotokoll
bereitzustellen, das effektiv verfügbare Bandbreite ausnutzt und
die Sprachqualitätsprobleme
vermindert, die mit dem Übertragen
von Telekommunikationsdaten über übermäßig große Minizellen
verknüpft
sind.
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Es
ist noch ein anderes Ziel der Erfindung, ein Telekommunikationsdatenübertragungsprotokoll bereitzustellen,
das effektiv verfügbare
Bandbreite ausnutzt und die Probleme vermeidet, die mit dem Schalten übermäßig großer Minizellen
von einem ATM-Strom zu einem Anderen verknüpft sind.# In Übereinstimmung
mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die vorhergehenden
und anderen Ziele durch ein Verfahren, ein Gerät oder ein Telekommunikationssystem
erreicht, wie es in den angehängten
Ansprüchen
definiert ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
Ziele und Vorteile der Erfindung werden durch Lesen der folgenden
detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verstanden,
in denen:
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1 ein
bekanntes AALm-Protokollmodell darstellt;
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2 ein
bekanntes Verfahren zum Einsetzen von Benutzerdatenpaketen in Minizellen
zeigt;
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3 das
AALm-Protokollmodell mit der neuen Segmentierungs- und der Wiederzusammensetzungsunterschicht
darstellt;
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4a und 4b das
Verfahren zum Einsetzen von Benutzerdatenpaketen in Minizellen in Übereinstimmung
mit der neuen Segmentierungs- und Wiederzusammensetzungsunterschicht
darstellen;
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5 den
Segmentierungsprozess in Übereinstimmung
mit dem „Drei-Code-Verfahren" darstellt;
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6 ein
Zustandsdiagramm zeigt, das den Wiederzusammensetzungsprozess in Übereinstimmung
mit dem „Drei-Code-Verfahren" darstellt;
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7 die Minizellen-Headercodes in Übereinstimmung
mit dem „Drei-Code-Verfahren" darstellt;
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8 den
Segmentierungsprozess in Übereinstimmung
mit dem „Drei-Code-Verfahren" darstellt;
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9 ein
Zustandsdiagramm zeigt, das den Wiederzusammensetzungsprozess in Übereinstimmung
mit dem „Drei-Code-Verfahren" darstellt;
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10 die Minizellen-Headercodes in Übereinstimmung
mit dem „Drei-Code-Verfahren" darstellt;
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11 ein
Gerät zum
Segmentieren von Benutzerdatenpaketen und Zusammensetzen von Minizellen
darstellt;
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12 ein
Gerät für das Auseinandernehmen
der Minizellen und das Wiederzusammensetzen von Benutzerpaketen
darstellt.
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Detaillierte
Beschreibung
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Die
vorliegende Erfindung segmentiert übermäßig lange Benutzerdatenpakete
und setzt jedes Segment in eine kleine Minizelle. Im Gegensatz dazu übertragen
die bekannten Verfahren das gesamte Benutzerdatenpaket in eine lange
Minizelle. Durch Segmentieren und Übertragen eines Benutzerdatenpaketes
in kleinere Minizellen können
die mit langen Minizellen verknüpften
Probleme, wie z.B. die Verminderung von Sprachqualität und die
Ineffektivität von
Netzwerkschaltausrüstung,
reduziert oder beseitigt werden.
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Die
vorliegende Erfindung erreicht dies durch Einführen einer neuen funktionalen
Unterschicht für
das AALm-Protokollmodell. 3 zeigt das
AALm 300 zusammen mit der neuen funktionalen Unterschicht 301.
Die neue funktionale Unterschicht 301 wird die Segmentierungs-
und Wiederzusammensetzungsunterschicht (SAR) genannt. Die SAR-Unterschicht 301 wird
aufgerufen, wenn ein Benutzerdatenpaket so lang ist, dass Segmentierung notwendig
ist, um das Senden von Benutzerdaten an ein empfangendes Gerät in einer
Minizelle zu vermeiden, deren Länge,
ausschließlich
des Headers, eine vordefinierte maximale Länge überschreitet (z.B. die ATM-Nutzlastlänge).
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4a zeigt
ein sendendes Gerät 401 (z.B. eine
zellulare Telekommunikationsbasisstation), eine durchschaltende
Verbindung 402 und ein empfangendes Gerät 403 (z.B. eine mobile
Vermittlungsstelle). Das Sendegerät 401 und das empfangende
Gerät 402 enthalten
beide das in 3 dargestellte neue Protokollmodell.
Insbesondere enthält
das sendende Gerät 401 den
Segmentierungsteil der SAR-Unterschicht 301 und
das empfangende Gerät 403 enthält den Wiederzusammensetzungsteil
der SAR-Unterschicht 301. Die durchschaltende Verbindung 402 trägt die ATM-Zellen
von dem sendenden Gerät 401 an
das empfangende Gerät 403 und
die ATM-Zellen tragen ihrerseits die segmentierten Benutzerdaten
(z.B. Sprachkommunikationssignale) in Minizellen.
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4b stellt
dar, wie das neue AALm-Protokollmodell der vorliegenden Erfindung
jedes lange Benutzerpaket (z.B. Benutzerpaket 410) nimmt,
dieses segmentiert und es in eine Anzahl von kleinen Minizellen
platziert, wie z.B. die Minizellen 411, 412 und 413.
Im Unterschied zu dem bekannten ATM-Protokollmodell (siehe 2)
gibt es nicht länger
eine 1:1 Entsprechung zwischen jedem Benutzerdatenpaket und jeder
Minizelle. Vielmehr stellt 4b dar,
dass eine einzelne Minizelle nicht mehr als eine ATM-Zellengrenze,
wie verglichen mit dem bekannten in 2 dargestellten
Protokollmodell, überlappen
kann. Dies geschieht, da die Länge
jeder Minizelle, wie oben beschrieben, begrenzt ist, zum Beispiel
auf eine Länge,
die weniger als die ATM-Zellennutzlast
ist (z.B. 48 Oktetts).
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Es
ist gibt zwei grundlegende Ansätze
zum Erreichen der Segmentierung und Wiederzusammensetzung in Übereinstimmung
mit der Erfindung. Keiner dieser Ansätze beabsichtigt, anzudeuten, dass
die vorliegende Erfindung auf diese zwei Ansätze begrenzt ist., Stattdessen
werden die zwei Ansätze
angesehen, zwei besondere Ausführungen
der Erfindung widerzuspiegeln. Der erste Ansatz oder die Ausführungsform
wird das „Drei-Code-Verfahren" genannt. Der zweite
Ansatz oder die Ausführung
wird das „Zwei-Code-Verfahren" genannt. Im Allgemeinen verwenden
beide Ausführungen
die gleiche grundlegende Segmentierungsstrategie. Ein Benutzerpaket wird
in mehrere Segmente geteilt. Alle außer dem letzten Segment haben
eine festgesetzte und gleiche Länge.
Die Länge
des letzten Segmentes wird eingestellt, so dass alle der Segmente
zusammen die gleiche Länge
wie das ursprüngliche
Benutzerpaket haben. Die Segmente werden dann in Minizellennutzlasten
platziert. Folglich ist die Länge
jeder Minizellennutzlast die Gleiche wie die Länge des entsprechenden Benutzerpaketsegments.
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5 zeigt
den Segmentierungsprozess 500 für das „Drei-Code-Verfahren" oder die Ausführungsform, die durch das sendende
Gerät 401 vor dem Übertragen
der Daten zu einem empfangenden Gerät 403 erreicht wird.
Angenommen zum Beispiel, dass ein Benutzerpaket 501 eine
Länge von
178 Oktetts hat. Die festgesetzte Segmentgröße wird für darstellerische Zwecke auf
16 Oktetts gesetzt. Fachleute werden jedoch anerkennen, dass die
festgesetzte Segmentgröße auf jede
gewünschte
Größe festgesetzt
werden kann. Daher tragen 11 Minizellen mit einer Nutzlast, die
16 Oktetts lang ist (z.B. Minizellen 502 und 503)
und eine Minizelle mit einer Nutzlast, die 2 Oktetts lang ist (z.B.
Minizelle 504), das segmentierte Benutzerdatenpaket 501 von
dem sendenden Gerät 401 an
das empfangende Gerät 403.
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An
dem sendenden Gerät 401 ruft
die SAR-Unterschicht 301 die AAD-Unterschicht 302 auf.
Die AAD-Unterschicht 302 heftet einen Minizellen-Header
an jede Minizelle (z.B. die Minizellen-Header 505, 506 und 507).
Die Minizellen-Header definieren unter anderem die Länge der
entsprechenden Nutzlast und ob die Minizellen einem „ersten
Segment" 502,
einem „mittleren
Segment" 503 oder
einem „letzten
Segment" 504 entsprechen.
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An
dem empfangenden Gerät 403 extrahiert die
AAD-Unterschicht 302 die
Minizellen-Header, die die AAD-Unterschicht 302 benachrichtigen,
ob die Minizellen einem „ersten
Segment", „mittlerem
Segment" oder einem „letzten
Segment" entsprechen. Die
AAD-Unterschicht 302 setzt es fort, die Segmente an die
SAR-Unterschicht 301 weiterzuleiten, die die Segmente einzeln
zurück
in das ursprüngliche Datenpaket
wiederzusammensetzt. Nachdem die SAR-Unterschicht 301 das „letzte
Segment" dem Datenpaket
hinzufügt,
leitet diese das zusammengesetzte Datenpaket an die Konvergenzschicht 304 weiter.
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Falls
die Länge
des Datenpakets so kurz ist, dass „mittlere Segmente" nicht benötigt werden,
segmentiert die Drei-Code-Ausführung das
Datenpaket lediglich in ein „erstes
Segment" und ein „letztes
Segment". Falls
das Datenpaket so kurz ist, dass es in eine einzelne Minizelle passt,
ist die Segmentierung nicht notwendig. In diesem Beispiel sendet
das Sendegerät 401 das
Datenpaket an das empfangende Gerät 402 in einer einzelnen
Minizelle, die als „letztes Segment" markiert ist.
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6 zeigt
ein Zustandsdiagramm, das den Wiederzusammensetzungsprozess 600 für die Drei-Code-Ausführung darstellt.
Das Zustandsdiagramm umfasst drei Zustände: Einen Leerlaufzustand 601,
einen Wiederzusammensetzungszustand 602 und einen Abbruchzustand 603.
Beim Start 620 oder Einschalten betritt der Wiederzusammensetzungsprozess 600 den
Leerlaufzustand 601.
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Der
Leerlaufzustand 601 zeigt lediglich an, dass gegenwärtig keine
Wiederzusammensetzung stattfindet.
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Unter
normalem Verfahren betritt der Wiederzusammensetzungsprozess 600 den
Wiederzusammensetzungszustand 602, immer wenn das empfangende
Gerät 403 eine
Minizelle empfängt,
die als „erstes
Segment" markiert
ist, wie durch Ereignis 604 dargestellt. Die SAR-Unterschicht 301 speichert dann
die mit dem „ersten
Segment" verknüpften Benutzerdaten.
Der Wiederzusammensetzungsprozess 600 verbleibt in dem
Wiederzusammensetzungszustand 602, während das empfangende Gerät 403 alle „mittleren
Segmente" empfängt, wie
durch Ereignis 605 dargestellt. Solange jedes „mittlere
Segment" ankommt,
setzt die SAR-Unterschicht 301 das Datenpaket durch Hinzufügen der
mit diesen mittleren Segmenten verknüpften Benutzerdaten in Reihenfolge
zu dem mit dem „ersten
Segment" verknüpften Benutzerdaten
wieder zusammen. Wenn das empfangende Gerät 403 das „letzte
Segment" empfängt, wie
durch Ereignis 606 dargestellt, fügt die SAR-Unterschicht 301 die
entsprechenden Benutzerdaten zu den vorher gespeicherten Benutzerdaten
hinzu und präsentiert
das voll wiederzusammengesetzte Benutzerdatenpaket 501 der
nächsten
Unterschicht, z.b. der Konvergenzunterschicht 304. Der
Wiederzusammensetzungsprozess 600, betritt dann erneut
den Leerlaufzustand 601, wie durch Ereignis 607 dargestellt.
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Wenn
das gesamte Datenpaket in einer einzelnen Minizelle enthalten sein
kann, gibt es keine Notwendigkeit, die SAR-Unterschicht 301 wie oben erwähnt aufzurufen.
Daher findet keine Wiederzusammensetzung an dem empfangenden Gerät 403 statt.
Zur Vollständigkeit
zeigt 6, dass der Empfang eines „letzten Segments", während des
Leerlaufzustands 601 den Wiederzusammensetzungsprozess 600 veranlasst,
den Wiederzusammensetzungszustand 602 zu betreten, wie
durch Ereignis 613 dargestellt. Die AAD-Unterschicht 302 extrahiert die
Benutzerdaten aus der Minizelle und präsentiert diese direkt der Unterschicht
oberhalb der SAR-Unterschicht 301,
z.b. der Konvergenzunterschicht 304.
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Danach
betritt der Wiederzusammensetzungsprozess 600 erneut den
Leerlaufprozess 601.
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Der
Wiederzusammensetzungsprozess 600 betritt den Abbruchzustand 603,
falls dieser auf ein oder mehrere spezifische Fehler stößt. Zum
Beispiel kann in einer anderen Ausführung der Erfindung eine Schwelle
definiert werden, die die maximale Länge eines Datenpakets anzeigt.
Falls die SAR-Unterschicht 301 beim
Wiederzusammensetzen des Datenpakets diese maximale Länge überschreitet,
würde der
Wiederzusammensetzungsprozess 600 den Abbruchzustand 603 betreten,
um den Fehler, wie durch Ereignis 610 dargestellt, zu beseitigen.
Im Folgenden betritt der Wiederzusammensetzungsprozess 600 erneut
den Leerlaufzustand 601, wie durch Ereignis 609 dargestellt.
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In
noch einer anderen Ausführung
der Erfindung könnte
ein Time-Out-Wert definiert werden. Falls beim Wiederzusammensetzen
des Benutzerdatenpakets die SAR-Unterschicht
den Time-Out-Wert überschreitet,
würde der
Wiederzusammensetzungsprozess 600 den Abbruchzustand betreten,
um den Fehler zu beseitigen, wie durch Ereignis 610 dargestellt.
Dazu folgend betritt der Wiederzusammensetzungsprozess 600 erneut
den Leerlaufzustand, wie durch Ereignis 609 dargestellt.
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Falls
das empfangende Gerät
eine Minizelle empfängt,
die mit „mittlerem
Segment" markiert
ist, während
der Wiederzusammensetzungsprozess 600 in dem Leerlaufzustand 601 ist,
würde der
Wiederzusammensetzungsprozess 600 einen Fehler feststellen
und den Abbruchzustand 603 betreten, um den Fehler zu beseitigen,
wie durch Ereignis 611 dargestellt. Danach betritt der
Wiederzusammensetzungsprozess 600 erneut den Leerlaufzustand 601,
wie durch Ereignis 609 dargestellt. Ähnlich, falls während des
Wiederzusammensetzungszustands 602 das empfangende Gerät 403 eine
Minizelle empfängt,
die mit „erstes
Segment" markiert
ist, würde
der Wiederzusammensetzungsprozess 600 einen Fehler feststellen
und den Abbruchzustand 603 betreten, um den Fehler, zu beseitigen,
wie durch Ereignis 612 dargestellt. Danach würde der
Wiederzusammensetzungsprozess 600 erneut den Leerlaufzustand 601 betreten,
wie durch Ereignis 609 dargestellt.
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7a, 7b und 7c zeigen
wie die Minizellen-Header konfiguriert sein können, um zu identifizieren,
ob die entsprechende Minizelle mit einem „ersten Segment", einem „mittleren
Segment" und/oder
einem „letzten
Segment" verknüpft ist,
sowie die Länge
des entsprechenden Segments. Zum Beispiel stellt 7a dar,
dass vier Codes 48, 49, 50 und 51 die Minizelle 701 als
entsprechend zu einem „ersten
Segment" identifizieren,
das eine Länge
von 8, 16, 32 bzw. 48 Oktetts aufweist. Ähnlich stellt 7b dar,
dass die vier Codes 52, 53, 54 und 55 die Minizelle 702 als
entsprechend zu einem „mittleren Segment" identifizieren,
das eine Länge
von 8, 16, 32 bzw. 48 Oktetts aufweist. 7c stellt
dar, dass die Codes 0-47 die Minizelle 703 als entsprechend
einem „letzten
Segment" identifizieren,
das jeweils eine Länge
von 1-48 Oktetts aufweist.
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Die
spezifischen Codes in 7a, 7b und 7c sind
veranschaulichend. Der Fachmann wird verstehen, dass andere Codes
verwendet werden könnten,
um diese Funktion durchzuführen
und dass mehr oder weniger Codes zugewiesen werden könnten, falls
erforderlich. Jedoch sollten die spezifischen Codewerte in sowohl
dem sendenden Gerät 401 und
dem empfangenden Gerät 403 vordefiniert sein.
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Diese
Kodierungsstrategie erlaubt es der SAR-Unterschicht 301 das
Benutzerdatenpaket wie notwendig zu segmentieren. In noch einer
anderen Ausführung
der Erfindung, kann zum Beispiel die Segmentlänge sogar für Segmente variieren, die dem
gleichen Benutzerdatenpaket entsprechen. Wie in 5 dargestellt,
könnte
die SAR-Unterschicht 301 das Benutzerpaket 501 in
11 gleiche Segmente segmentieren, die eine Länge von 16 Oktetts besitzen,
und in ein Segment mit einer Länge
von 2 Oktetts. Jedoch könnte
die SAR-Unterschicht 301 ebenso
das Benutzerpaket in ein „erstes Segment" mit einer Länge von
8 Oktetts, drei „mittlere
Segmente" mit einer
Länge von
16 Oktetts, ein „mittleres
Segment" mit einer
Länge von
48 Oktetts, ein „mittleres
Segment" mit einer
Länge von
32 Oktetts und ein „letztes Segment" mit einer Länge von
2 Oktetts segmentieren, für
eine Gesamtlänge
von 178 Oktetts.
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Die 7a, 7b und 7c stellen
dar, dass die Minizellen-Header
ebenso andere Information enthalten können. Minizellen-Header umfassen im
Allgemeinen einen Minizellenverbindungsindentifikator (CID). Der
CID trennt die Minizellenverbindungen voneinander und erlaubt, dass
eine Anzahl von Minizellenverbindungen auf der gleichen ATM-Verbindung gemultiplext
werden kann. Zum Beispiel kann der CID einen bestimmten zellularen
Telefonanruf identifizieren; daher würden diesem Anruf entsprechende
Datenpakete in Minizellen mit jeweils einem Header getragen, der
den gleichen CID-Wert umfasst. Es folgt dann, dass jede dem gleichen
segmentierten Datenpaket entsprechende Minizelle einen identischen
CID-Wert umfassen würde.
In einer alternativen Ausführung
der vorliegenden Erfindung könnten
die Längencodes,
z.b. 48-51, wie in 7a dargestellt, für jeden
CID-Wert definiert werden. Daher könnte jeder CID-Wert seinen
eigenen Satz von festgesetzten Längencodes
umfassen, die bei Verbindungsaufbau definiert werden. Minizellen-Header umfassen ebenso
einen Header-Integritätscheckcode
(HIC). Dieser Code wird verwendet, um die Header-Information durch
Feststellen und Korrigieren von Fehlern zu schützen, die während der Übertragung der Minizelle von
dem sendenden Gerät 401 an
das empfangende Gerät 403 auftreten.
Sowohl CID als auch HIC Codes sind im Stand der Technik gut bekannt.
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Wie
oben beschrieben wird die zweite beispielhafte Ausführung der
vorliegenden Erfindung als das „Zwei-Code-Verfahren" bezeichnet. 8 zeigt den
Segmentierungsprozess 800 für das „Zwei-Code-Verfahren" oder eine Ausführung, die
durch das sendende Gerät 401 erreicht
wird, bevor die Daten an das empfangende Gerät 403 übertragen
werden. In den meisten Beziehungen segmentiert die SAR-Unterschicht 301 das
Benutzerdatenpaket 801 in der gleichen Weise, wie diese
es in der Drei-Code-Ausführung
tun würde,
außer
dass z.b. ein kombinierter Code für sowohl das „erste
Segment" als auch alle „mittleren
Segmente" verwendet
wird, wie durch die Minizellen-Header 802 und 803 dargestellt.
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Angenommen
zum Beispiel, dass das segmentierte Benutzerpaket 801 eine
Länge von
178 Oktetts umfasst. Wieder wird die festgesetzte Segmentgröße zur Darstellung
auf 16 Oktetts gesetzt. Daher tragen 11 Minizellen mit Nutzlasten,
die 16 Oktetts in der Länge
sind (z.B. Minizellen 804 und 805), und eine Minizelle
mit einer Nutzlast, die in der Länge 2
Oktetts ist (z.B. Minizelle 806), das Benutzerdatenpaket 801 von
dem sendenden Gerät 401 an
das empfangende Gerät 403.
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9 stellt
ein Zustandsdiagramm dar, das den Wiederzusammensetzungsprozess 900 für die Zwei-Code-Ausführung darstellt.
Wie das Zustandsdiagramm 600 in 6 umfasst
das Zustandsdiagramm in 9 drei Zustände: Einen Leerlaufzustand 901,
einen Wiederzusammensetzungszustand 902 und einen Abbruchzustand 903.
Da jedes der in 9 abgebildeten Ereignisse das
Gleiche wie die ähnlich
benannten, in Bezug auf 6 beschriebenen Ereignisse,
ist, wird eine solche Beschreibung hier nicht wiederholt. Jedoch
sei bemerkt, dass 9 ebenso darstellt, dass Ereignisse 611 und 612,
die Fehlerfeststellungen verursachten, nicht in dem Wiederzusammensetzungsprozess 600 in
der Zwei-Code-Ausführung angewendet
werden.
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10a und 10b stellen
ein Beispiel eines Codierschemas für die Zwei-Code-Ausführung dar. 10a zeigt insbesondere, dass weniger Codes in
dem Minizellen-Header benötigt
werden, da es keine Notwendigkeit gibt, zwischen einem „ersten Segment" und einem „mittleren
Segment" zu unterscheiden.
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11 stellt
eine beispielhafte Hardwareausführung 1100 zum
Implementieren der Segmentierung und des Zusammensetzen des Telekommunikationssignals
durch Verwenden des oben beschriebenen AALm 300 dar. Das
AALm 300 liefert zuerst ein erstes Benutzerpaket 1101 von
der höheren Unterschicht
(z.b. der Konvergenzunterschicht 304) an die SAR-Unterschicht 301.
An dem Benutzerdatenpaket 1101 ist ein Zeiger 1102 angehängt, der
sowohl den CID und die ATM-Zellenverbindung anzeigt. Ein FIFO-IN 1103 speichert
und bestimmt die Länge des
Benutzerpaketes 1101. Dann extrahiert ein Multiplexer (MUX-IN) 1104 den
Zeiger 1102 aus dem Benutzerpaket 1101 und sendet
ein Steuersignal 1105, das die in dem Zeiger umfasste Information 1102 darstellt,
an die Steuerlogik 1106. Die Steuerlogik 1106 verwendet
dieses Steuersignal, um eine spezifische Adresse 1107 in
einer Verbindungstabelle 1108 auszuwählen. Die Verbindungstabelle 1108 umfasst
zuvor geladene Regeln zum Segmentieren vom Benutzerdatenpaket 1101 als
auch die benötigte
Information, um die Minizellen-Header für jedes Segment des Benutzerpakets 1101 aufzubauen.
Die zuvor geladenen Regeln können
zum Beispiel die spezifische Anzahl von Segmenten definieren, in
die das Benutzerpaket 1101 bei gegebener Länge des
Benutzerpaketes 1101 geteilt werden soll als auch die Länge jedes einzelnen
Segmentes. Darüber
hinaus entspricht jede Minizellenverbindung einer unterschiedlichen Adresse
in der Verbindungstabelle 1108. Der MUX-IN 1104 berechnet
die eigentliche Größe eines jeden
Segments in Übereinstimmung
mit der Länge des
Benutzerpaketes 1101 (durch den FIFO-IN 1103 bereitgestellt)
und den zuvor geladenen Regeln, die an Adresse 1107 in
der Verbindungstabelle 1108 gespeichert sind.
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Um
jede Minizelle zusammenzusetzen, holt die Steuerlogik 1106 die
ATM-Verbindung und die Minizellen-Header-Information von Adresse 1107 in
der Verbindungstabelle 1108. Die Steuerlogik 1106 sendet
diese Information an einen Multiplexer (MUX-OUT) 1109,
der die Minizellen durch Anhängen
von Minizellen-Header-Information an die entsprechenden Segmente
des Benutzerdatenpakets 1101 erzeugt, die durch den FIFO-IN 1103 bereitgestellt
werden. Der MUX-OUT 1109 hängt ebenso
die geeignete ATM-Verbindungsinformation
an jede Minizelle, wie durch den ATM- Zeiger 1110 dargestellt. Die
SAR-Unterschicht 301 speichert die Minizellen in ein FIFO-OUT 1111,
bevor sie diese an die MAD Unterschicht 302 weiterleitet.
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In
einer anderen Ausführung
der vorliegenden Erfindung könnte
die SAR-Unterschicht 301 eine Vielzahl von FIFO-IN Geräten verwenden,
um mehrere Benutzerdatenpakete parallel zu segmentieren. Zusätzlich könnte die
FIFO-IN 1103 an dem gleichen Ort wie die Verbindungstabelle 1108 aufgestellt
sein.
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12 stellt
eine beispielhafte Hardware-Ausführung 1200 zum
Implementieren des Auseinandernehmens der Minizellen und Wiederzusammensetzen
der Benutzerpakete an dem empfangenden Gerät 403 unter Verwenden
des oben beschriebenen AALm 300 dar. Der Prozess beginnt, wenn
die MAD-Unterschicht 302 an dem empfangenden Gerät 403 eine
Minizelle 1201 mit einem entsprechenden ATM-Zeiger 1202 in
einem FIFO-IN 1203 speichert. Der ATM-Zeiger 1202 zeigt
die ATM-Zelle an, von der die Minizelle demultiplext wurde.
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Die
Steuerlogik 1204 extrahiert dann den ATM-Zeiger 1202 und
den Minizellen-Header durch Verwenden eines MUX-IN 1205.
Die Minizellen-Header-Information umfasst einen, wie oben beschriebenen,
Code, der jede Minizelle als mit einem „ersten", „mittlerem" oder „letzten" Segment verknüpft identifiziert
(in Abhängigkeit
davon, ob eine Drei-Code-Ausführung oder
eine Zwei-Code-Ausführung
verwendet wird). Dies zeigt wiederum zum Beispiel an, ob ein neuer
Wiederzusammensetzungsprozess beginnen soll, ob ein andauernder
Wiederzusammensetzungsprozess andauern soll, oder ob ein Wiederzusammensetzungsprozess
vollständig
ist.
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Falls
der Minizellen-Header anzeigt, dass ein neuer Wiederzusammensetzungsprozess
initiiert werden soll, holt die Steuerlogik 1204 einen
Zeiger 1206 aus der Verbindungstabelle 1207 und
platziert diesen zusammen mit dem mit der ersten Minizelle verknüpften Datensegment
in den FIFO-OUT 1208. Der Ort (z.b. die Adresse) des Zeigers 1206 wird durch
den ATM-Zeiger 1202 in Verbindung mit dem CID in dem Minizellen-Header
definiert. Sind der Zeiger 1206 und das erste Segment einmal
in dem FIFO-OUT 1208 gespeichert, werden alle folgenden Datensegmente
von folgenden, zu der gleichen Minizellenverbindung gehörenden Minizellen
(z.B. mit dem gleichen CID-Wert) an den FIFO-OUT 12 08 durch Verwenden
von einem MUX-IN 1205 und einem MUX-OUT 1209 übertragen.
Wenn das „letzte Segment" ankommt, leitet
die SAR-Unterschicht 201 das voll wiederzusammengesetzte
Benutzerpaket 1210 an die nächste Unterschicht, z.b. die
Konvergenzunterschicht 304.
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Wie
zuvor könnte
die SAR-Unterschicht 301 eine Vielzahl von FIFO-OUT Geräten verwenden,
um Minizellen von einer Vielzahl von Minizellenverbindungen parallel
wiederzusammengusetzen. Zusätzlich
könnte
das FIFO-OUT-Gerät 1209 an
dem gleichen Ort wie die Verbindungstabelle 1204 aufgestellt sein.
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Die
vorliegende Erfindung wurde mit Bezug auf mehrere beispielhafte
Ausführungen
beschrieben. Jedoch ist es für
den Fachmann leicht ersichtlich, dass es möglich ist, die Erfindung in
spezifischen Formen auszuführen,
die anders als die der oben beschriebenen Ausführungen sind. Diese beispielhaften
Ausführungen
sind lediglich anschaulich und sollten nicht als in irgendeiner
Art und Weise einschränkend
betrachtet werden. Der Umfang der Erfindung wird eher als durch
die vorangehende Beschreibung durch die angehängten Ansprüche gegeben.