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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf ein Kommunikationssystem,
und insbesondere auf ein Verfahren sowie ein Gerät für das Routen von Daten innerhalb
des Kommunikationssystems. Insbesondere bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf ein Verfahren sowie ein Gerät für das Routen von Zellen von
einem Startknoten zu einem Zielknoten innerhalb eines Kommunikationssystems.
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Hintergrund der Erfindung
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In
einem herkömmlichen
Telekommunikations-Vermittlungsnetz muss ein Kommunikationspfad zwischen
einem Startpunkt und einem Zielpunkt eingerichtet werden, bevor
Daten, wie etwa Fax, E-Mail, oder Stimme, über den eingerichteten Pfad
verteilt werden können.
Die Verteilung über
das Netz erfährt beim
Einrichten und Freigeben eines Kommunikationspfades eine Verzögerung.
Herkömmliche
Telekommunikations-Vermittlungssysteme müssen beim Ableiten eines Zielpunkts
eines Telefonanrufs eine Nachricht an ein Remote-Datenbanksystem
senden, um Routing-Information für
einen bestimmten Anruf abzufragen. Remote-Datenbanksysteme stellen ein Routing-Informationsmenü bereit,
und die Routing-Information
wird aus dem Datenbanksystem gemäß der Anfrage
von einem Telekommunikations-Vermittlungssystem ausgewählt. Herkömmliche Telekommunikations-Vermittlungssysteme
jedoch weisen nicht die Fähigkeit
auf, Routing-Information als Antwort auf einen Anruf, der Zellen
mit asynchronem Transfermodus (ATM, asynchronous transfer mode)
enthält,
lokal zu erzeugen.
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Die
Cell-Relay-Technologie, die ATM-Zellen in einem ATM-Kommunikationssystem
beinhaltet, wird zunehmend zum Verfahren der Wahl für Kommunikationssysteme.
Derartige Netzwerke können eine
große
Vielzahl von Datenverkehrsarten von verschiedenen Anwendungen, wie
etwa Daten, Stimme, Bild und Video, übertragen.
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Bei
dem Transportieren von Information zwischen Knoten auf eine effiziente
Art und Weise unter Verwendung von so wenig geteilten Ressourcen
wie möglich
werden Kompromisse hinsichtlich des besten Weges anhand von sich
verändernden
Betriebsbedingungen entlang von Wegen (d. h. mehrere, zwischen Knotenpaaren
existierende Pfade), des Umfangs des Steuerungs-Overhead, der durch
das System hindurch transportiert werden muss, um die Auswahl des
Wegs zu senden (sowie des zusätzlichen Overhead,
der zu dem geteilten Übertragungspfad führt), sowie
der Ressourcen-Verteilung für
das Einrichten und Freigeben der Systemressourcen zu Beginn und
Ende eines Anrufs, eingegangen. Verschiedene Ansätze wurden eingesetzt, um bei
zellbasierten Vermittlungssystemen hohen Durchsatz und minimale
Verzögerung
zu erreichen. Diese Ansätze schlossen
das Verwenden eines Abschnitts der Nutzlast der Zelle ein, um die
Rückkehradresse
zu enthalten. Dieser Ansatz jedoch erfordert ein zentralisiertes System,
in dem Adresszellen an einen Router-Mechanismus gesendet werden,
um Sitzungen zu registrieren.
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Weitere
Ansätze
des Standes der Technik schließen
eine Zelle für
das Einrichten des Weges und eine Zelle für das Abbauen des Weges ein,
um einen Verbindungspfad zwischen verschiedenen Knoten einzurichten
und freizugeben. Bei dieser Art von System erzeugt ein Vermittlungsmodell
eine Zelle für
das Einrichten des Weges, die einen Virtual Circuit Identifier einschließt, der
den Verbindungspfad für
diese Zellen entlang einer zugeordneten virtuellen Leitung zu einem
Zwischenmodul für
die Breitbandvermittlung identifiziert, wobei die Datenzellen unmittelbar
nach der Zelle für
das Einrichten des Weges übertragen
werden, jedoch bevor eine Bestätigung der
Verbindung empfangen wurde. Es kann sein, dass bei einem derartigen
Ansatz, der ein für Fax-Übertragungen,
E-Mail und Stimme üblicher
Ansatz ist, bei kürzeren
Nachrichten das Einrichten des Verbindungspfades länger dauert
als das Senden der eigentlichen Nachricht.
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US 5,440,547 offenbart ein
Netzwerk mit asynchronem Transfermodus (ATM), das eine Vielzahl
von Datenverbindungen einschließt,
die eine Vielzahl von Daten-Austauschknoten
miteinander verbinden, sowie eine Vielzahl von Datenterminals, die über damit
mit den Daten-Austauschknoten assoziierten Datenverbindungen in
dem ATM-Netzwerk verbunden sind. In dem ATM-Netzwerk wird selektiv eine
virtuelle Leitung eingerichtet, über
die eine Reihe von Datenpaketen, die eine codierte Zelle oder eine
Vielzahl von codierten Zellen einschließt, von einem Startterminal
zu einem Zielterminal geroutet wird. Jede dieser Zellen schließt ein Informationsfeld und
einen Kopfzeilenabschnitt ein. Die Terminals sind jeweils Identifikationsparametern
zugeordnet, wobei diese Parameter in ihrem Wert innerhalb des Netzwerks
einheitlich sind. Wird eine Zelle von dem Startterminal zu dem Zielterminal
entlang eines aktuell festgelegten Weges einschließlich ausgewählter, mit
einem oder mehreren bestimmten Daten-Austauschknoten assoziierten
Verbindungen übertragen, dann
wird ein spezifischer, dem Zielterminal zugeordneter Identifikationsparameter
in den Kopfzeilenabschnitt der Zelle geschrieben. Diese Zelle wird
dann basierend auf dem spezifischen Identifikationsparameter zu
dem Zielterminal übertragen,
ohne dass dieser Parameter an dem einen oder den mehreren bestimmten
Datenaustausch-Knoten auf dem aktuell festgelegten Weg geschrieben
oder umgewandelt werden muss.
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Es
ist aus diesem Grund wünschenswert, über ein
verbessertes Telekommunikations-Vermittlungssystem, das lokal Routing-Information
für das Verarbeiten
von Zellen mit verringerter Overhead- und Verbindungszeit erzeugt,
zu verfügen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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In
einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren
für das
effiziente Routen einer Zelle in einem zellbasierten Vermittlungssystem wie
in Anspruch 1 beansprucht bereit.
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In
einem weiteren Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein System
für das
effiziente Routen einer Zelle in einem zellbasierten Vermittlungssystem wie
in Anspruch 5 beansprucht bereit.
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Weitere
Aspekte sind wie in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 stellt
eine schematische Darstellung eines Kommunikationssystems gemäß der vorliegenden
Erfindung das.
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2 stellt
ein Blockdiagramm von Datenstrukturen gemäß der vorliegenden Erfindung
dar, das verwendet wird, um Daten innerhalb eines Kommunikationssystems
wie in 1 gezeigt zu übertragen.
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3 stellt
eine schematische Darstellung von Ablagen innerhalb eines Central-based
Site Controllers (CBSC) dar, abgebildet gemäß der vorliegenden Erfindung.
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4 stellt
ein Blockdiagramm von Verbindungen innerhalb eines Frames gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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5 stellt
ein Blockdiagramm von Verbindungen zwischen Frames gemäß der vorliegenden Erfindung
dar.
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6 stellt
ein detaillierteres Blockdiagramm von mehreren Ablagen und Frames
und deren Verbindungen untereinander gemäß der vorliegenden Erfindung
dar.
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7 stellt
ein Blockdiagramm einer Zelle gemäß der vorliegenden Erfindung
dar.
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8 stellt
ein Flussdiagramm eines Prozesses für das dynamische Einrichten
eines Uplink-Pfades gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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9 stellt
ein Flussdiagramm eines Prozesses für das dynamische Einrichten
eines Downlink-Pfades gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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10 stellt
ein Flussdiagramm von Uplink-Adressumsetzungen unter Einbeziehung
von Routing zwischen Ablagen zwischen einer BTSI und einem Transcoder
gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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11 stellt
ein Flussdiagramm von Downlink-Adressumsetzungen unter Einbeziehung
von Routing zwischen Ablagen zwischen einem Transcoder und einer
BTSI gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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12 stellt
ein Flussdiagramm von Uplink-Adressumsetzungen unter Einbeziehung
von Routing zwischen Ablagen zwischen einer BTSI und einem Transcoder
gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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13 stellt
ein Flussdiagramm von Downlink-Adressumsetzungen unter Einbeziehung
von Routing zwischen Ablagen zwischen einem Transcoder und einer
BTSI gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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14 stellt
eine schematische Darstellung von in Translational Random Access
Memories (TRAMs) gefundenen Formaten von Einträgen dar, die für Adressumsetzungen
gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet werden.
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15 stellt
ein Blockdiagramm einer Datenstruktur in einem mit einem Paketprozessor
(PPU, packet processing unit) assoziierten TRAM in einer Base Termination
Site Interface (BTSI) gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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16 stellt
ein Blockdiagramm einer Datenstruktur in einem mit einem Bus Interface
Device (BID) assoziierten TRAM in einer BTSI gemäß der vorliegenden Erfindung
dar.
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17 stellt
ein Blockdiagramm einer Datenstruktur in einem mit einem Transceiver,
der in einem Transcoder angeordnet ist, verbundenen TRAM gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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18 stellt
ein Blockdiagramm einer Datenstruktur in einem mit einem BID assoziierten Transcoder-TRAM
in einem Transcoder gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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19 stellt
ein Blockdiagramm einer Datenstruktur in einem mit einem BID in
einer Bus Termination Card (BTC) verbundenen TRAM gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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20 stellt
ein Blockdiagramm einer Datenstruktur in einem in einer BTC angeordneten TRAM
eines BID-Z gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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21 stellt
ein Flussdiagramm für
das Einrichten von Pfaden innerhalb eines CBSC gemäß der vorliegenden
Erfindung dar.
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Detaillierte Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren und ein Gerät für ein nahezu
statisches Routen eines Datenstroms zwischen einem Startknoten und einem
Zielknoten mit minimalen Anforderungen von geteilten Ressourcen
bereit. Die Architektur der vorliegenden Erfindung stellt flexibles
Routen eines an einem Startknoten empfangenen Datenstroms und Minimieren
der Verwendung von zentralisierten Ressourcen bereit, was zu schnellerem
Einrichten des Anrufs und Freigabe führt. Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Pfad für
das Routen von Zellen an dem Startknoten eingerichtet. Jegliche
Zwischenknoten entlang des Pfades zwischen dem Startknoten und dem
Zielknoten sind nicht erforderlich für das Auswählen eines Pfades, um Zellen
in dem Vermittlungssystem zu routen. Jeder Zwischenknoten enthält die für das Routen
einer Zelle zu dem nächsten Knoten
basierend auf dem durch den Startknoten ausgewählten Pfad benötigte Information.
Zusätzlich wird
die Verwaltung der Netzwerktopologie in einfacher Weise bewirkt,
und eine Möglichkeit
der Erweiterung für
steigende Anzahlen von Zielknoten ist vorhanden. Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Pfade zwischen Startknoten und Zielknoten identifiziert,
bevor das Vermittlungssystem für
das Routen von Anrufen verwendet wird. Im Ergebnis ist für Information
innerhalb von Zwischenknoten keine Aktualisierung erforderlich,
da kein Einrichten eines Zwischenknotens pro Anruf erforderlich
ist, um Pfade zu identifizieren.
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren und insbesondere auf 1 wird
ein Kommunikationssystem 100 gezeigt, in das die vorliegende
Erfindung implementiert sein kann. Kommunikationssystem 100 schließt einen
Central-based Site Controller (CBSC) 102 ein, der in dem
abgebildeten Beispiel ein zellbasiertes Vermittlungssystem für das Verarbeiten
von Datenströmen
von verschiedenen Quellen, wie etwa Stimme, Daten, Bilder, und Video
ist. CBSC 102 empfängt
Daten von zellulären
Bereichen 104 und 106 und sendet sie an dieselben.
Zellulärer
Bereich 104 schließt
Base Termination Sites (BTSs) 108–112 ein, die Funksignale
an die Mobiltelefone senden und diese von denselben empfangen und
den Inhalt der Kommunikationen der Funksignale in Paketform in elektronische
Daten, die innerhalb von Datenpaket-Einheiten transportiert werden,
verpacken. Die BTSs können
synchrone oder asynchrone Datenübertragungen
empfangen. Die Pakete werden über die
die BTSs 108–112 miteinander
verbindenden Verbindungsleitungen an CBSC 102 gesendet.
Diese Verbindungsleitungen können
T1- oder E1-Leitungen sein, welche die BTSs mit CBSC 102 verbinden.
In ähnlicher
Weise enthält
zellulärer
Bereich 106 BTSs 114–122, die ebenfalls
Funksignale empfangen, diese Signale in Datenpaketeinheiten verpacken
und die Datenpaketeinheiten über
die Verbindungsleitungen, die BTSs 114–122 mit CBSC 102 verbinden,
an CBSC 102 senden.
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Daten
können
an Mobiltelefoneinheiten gesendet werden, wie etwa Mobiltelefoneinheit 125, von
CBSC 102 über
in jeder der zellulären
Bereiche angeordnete Übertragungen
von BTSs. Eine Mobileinheit 125, die sich innerhalb des
zellulären
Bereichs 106 bewegt, überträgt Funksignale
für einen Anruf,
der von mehr als einer BTS empfangen werden kann, wie etwa BTS 122 und 120.
Jede BTS, die ein Funksignal von der Mobileinheit 125 empfängt, überträgt über die
Verbindungsleitungen Daten an CBSC 102. Ab einem gewissen
Punkt empfängt
nur eine der beiden BTSs Funksignale von der Mobileinheit 125,
weil die Mobileinheit 125 sich außerhalb der Reichweite dieser
BTS bewegt. In ähnlicher
Weise kann eine Mobileinheit ein Funksignal von mehr als einer BTS
in Abhängigkeit
von dem Ort der Mobileinheit 125 empfangen. Dieses Empfangen
von Funksignalen an mehreren BTSs für einen einzelnen Anruf ist
mit weichen Gesprächsumschaltungen
(SHOs, soft hand-offs) innerhalb von CBSC 102, wie weiter unten
beschrieben, assoziiert. CBSC 102 empfängt die in Pakete verpackten
Daten an einem Startknoten und wandelt die Paketdateneinheiten in
Zellen mit asynchronem Transfermodus (ATM) für die Übertragung an einen Zielknoten
um, welcher zu verschiedenen Zielpunkten, wie etwa einem öffentlichen
Fernsprechnetz (PSTN, public telephone network) 123 und
einem lokalen Netzwerk (LAN) 124, führen kann.
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CBSC 102 ist
ebenfalls mit ATM-Netzwerk 126 verbunden, welches wiederum
mit CBSC 128 verbunden ist. Wie CBSC 102 empfängt CBSC 128 Funksignale
in einem zellulären
Bereich 130 von BTSs 132–138. CBSC 128 stellt
auch eine Verbindung zu PSTN 140 bereit.
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Unter
Bezugnahme auf 2 wird nun ein Blockdiagramm
von für
das Übertragen
von Daten in Kommunikationssystem 100 in 1 verwendeten Datenstrukturen
gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Paket 200 ist ein elektronisches Datenpaket in
der Form eines Code Division Multiple Access(CDMA)-Pakets, das innerhalb
einer der in 1 gezeigten BTSs wie etwa BTS 118 empfangen
wird. Paket 200 schließt
mit CDMA assoziierte Stimmdaten ein. Bei Empfang an BTS 118 wird
Paket 200 in eine Paketdateneinheit (PDU) 202 umgewandelt.
PDU 202 wird an CBSC 102 entlang einer Verbindungsleitung gesendet
und innerhalb einer Zelle innerhalb von CBSC 102 umgewandelt.
PDU 202 kann jedes im Stand der Technik bekannte Format
aufweisen, in dem gezeigten Beispiel jedoch ist das Format das Frame
User Network Interface (FUNI) für
asynchrone Übertragungen.
Jedes beliebige bekannte Format kann für synchrone Übertragungen
verwendet werden.
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PDUs
im FUNI-Format können
verschiedene Größen aufweisen,
die Kopfzeile ist jedoch an der einer Zelle orientiert. Mehr Information über FUNI
ist in der Frame Based User-to-Network Interface(FUNI)-Spezifikation,
afsaa-0030.000, erhältlich
bei dem ATM Forum Technical Committee, Foster City, Kalifornien
beschrieben und durch die Bezugnahme darauf hierin inkorporiert.
PDU 202 wird in eine Zelle 204 innerhalb von CBSC 102 umgewandelt.
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Zelle 204 ist
ein Beispiel für
die innerhalb von CBSC 102 verwendete Datenstruktur, um
Daten von Startknoten zu Zielknoten zu übertragen. Zelle 204 schließt einen
Kopfzeilenabschnitt 204a und einen Nutzlastabschnitt 204b ein.
Kopfzeilenabschnitt 204a enthält für das Routen der Zelle 204 verwendete
Information sowie weitere Overhead-Information. Daten werden innerhalb
von Nutzlastabschnitt 204b angeordnet. Der so genannte
Datenlink-Verbindungsidentifikator (DLCI, data link connection identifier) wird
in eine Kombination aus virtuellem ATM-Pfadidentifikator (VPI) sowie
einem virtuellen Kanalidentifikator (VCI) umgewandelt, die innerhalb
des CBSC eindeutig ist. In der standardmäßigen ATM-Kopfzeile ist das
VPI-Feld 8 Bit lang und das VCI-Feld ist 16 Bit lang. Die ATM-Kopfzeile
schließt
auch weitere Steuerungsinformation ein. Weitere Information über die ATM-Technologie
ist in Geralski, Introduction to ATM Networking, McGraw-Hill, Inc.,
(1995), ISBN 0-07-024043-4
beschrieben und durch die Bezugnahme darauf hierin inkorporiert.
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Unter
Bezugnahme auf 3 wird nun ein Blockdiagramm
von Ablagen innerhalb von CBSC 102 gemäß der vorliegenden Erfindung
gezeigt. In dem gezeigten Beispiel enthält CBSC 102 12 Ablagen 300–324.
Ein typisches CBSC-System schließt mehrere Ablagen und Frames
ein. Die Ablagen sind in dem gezeigten Beispiel in Frames 1–4 gruppiert. Selbstverständlich kann
eine andere Anzahl von Frames sowie von Ablagen innerhalb der Frames
gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden. Das Gruppieren von Ablagen in Frames
kann gemäß der vorliegenden
Erfindung entweder logisch oder physikalisch erfolgen. Diese Ablagen
sind Teil eines internen Vermittlungsmechanismus, der verwendet
wird, um Daten zwischen Knotenpaaren, einem Startknoten und einem
Zielknoten, zu transportieren.
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Dementsprechend
sorgt die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise für ein Routen
zwischen Ablagen (d. h. Routing zwischen Ablagen), das unter der
Steuerung durch statische VPC-basierte Umsetzungen auftritt, die
während
der Systemkonfiguration definiert werden und sich während des
Betriebs nicht verändern
(außer
bei Veränderungen
der Topologie, wie etwa bei Hinzufügen einer Ablage). Im Gegensatz
dazu tritt das Routen innerhalb von Ablagen (d. h. Routing zwischen
Ablagen) bei Steuerung durch dynamisch zugeordnete VCC-basierte
Umsetzungen auf, die auf einer Pro-Anruf-Basis definiert werden. Die
Verbesserung besteht darin, dass lediglich Start- und Zielumsetzungen
dynamisch zugeordnet werden, während
die Übergangs-Routing-Ressourcen (zwischen
Start- und Zielknoten) während
der Versorgung eingerichtet werden und während des Systembetriebs statisch
sind. Somit wird der Aufwand für das
Routen eines Anrufs durch die Minimierung der Menge von Steuerungsnachrichten
und zentralisierten Ressourcen, die gesendet werden müssen, um den
Anruf zu dem Zeitpunkt einzurichten, zu dem die Anrufanfrage ausgegeben
wird, verringert. Zum Beispiel werden an einer BTS empfangene Daten über eine
Verbindungsleitung zu einer BTS-Schnittstelle (BTSI) weitergeleitet.
Die Daten werden in eine Zelle an der BTSI angeordnet und an einen
Transcoder gesendet, wobei die BTSI der Startknoten und der Transcoder
der Zielknoten ist. Eine detailliertere Beschreibung einer BTSI
sowie eines Transcoders findet sich unten. PDU 202 wird
innerhalb einer der in 3 gezeigten Ablagen empfangen
und in eine Zelle 204 umgewandelt.
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Unter
Bezugnahme auf 4 wird nun ein Blockdiagramm,
das Verbindungen innerhalb von Frames gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt, veranschaulicht. Wie gezeigt, sind Ablagen 306, 308 und 310 innerhalb
von Frame 2 in einer Ring-Anordnung
verbunden. Zellen bewegen sich von Ablage zu Ablage innerhalb eines
Frames innerhalb dieser Ring-Verbindung. Unter Bezugnahme auf 5 wird ein
Blockdiagramm, das Verbindungen zwischen Frames gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, veranschaulicht. In 5 sind die
Ablagen innerhalb der Frames 1–4
miteinander verbunden, so dass jeder Frame eine Verbindung mit einem
weiteren Frame innerhalb von CBSC 102 aufweist. Pfade,
die Verbindungen innerhalb einer Ablage verwenden, sind als Pfade
innerhalb von Ablagen bekannt. Pfade zwischen Ablagen innerhalb
eines Frames sind als Pfade innerhalb eines Frames bekannt, während Pfade zwischen
Ablagen, die in verschiedenen Frames angeordnet sind, als Pfade
zwischen Frames bekannt sind. Zellen werden durch die verschiedenen
Ablagen unter Verwendung eines VPI, VCI und eines an dem Startknoten
zugewiesenen Slot-Identifikators geroutet. An dem Zielknoten, der
in derselben Ablage oder einer von dem Startknoten verschiedenen
Ablage angeordnet sein kann, wird die Zelle durch den Zielknoten
auf Grundlage des an die Kopfzeile der Zelle angehängten Slot-Identifikators
erkannt. Dieses Verfahren sowie diese Architektur für das Routen
von Zellen werden weiter unten detaillierter beschrieben.
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Es
wird nun Bezug genommen auf 6, die eine
detaillierte Veranschaulichung mehrerer Ablagen und Frames und derer
Verbindungen untereinander gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt. Innerhalb von Ablage 400 stellt ein Bus
einer Zelle 402 eine Verbindung zwischen BTSI 404,
Transcoder 406 und Bus Termination Card (BTC) 408 bereit.
In dem dargestellten Beispiel funktioniert BTC 408 als
ein Zwischenknoten für
Zellen, die zwischen Ablagen transportiert werden, während BTSI 404 und
Transcoder 406 entweder ein Startknoten oder ein Zielknoten
in Abhängigkeit
von der Richtung, in welche der Datenstrom fließt, sein können. BTSI 404 schließt einen
Framer 410 ein, der einen Datenstrom von PDUs an eine BTS über eine
Verbindungsleitung sendet und diesen von ihr empfängt. Framer 410 kann
mit 1–8
Verbindungsleitungen gemäß der vorliegenden Erfindung
verbunden sein. Selbstverständlich
liegt es für
den Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass andere Anzahlen von
Verbindungsleitungen mit Framer 410 verbunden werden können. Paketprozessor (PPU) 412 ist
mit Framer 410 verbunden und ordnet Daten von von Framer 410 empfangenen
PDUs für einen
Transport innerhalb von CBSC 102 in Zellen an. PPU 412 übernimmt
auch von BTSI 404 empfangene Zellen und wandelt die Zellen
in PDUs um, die über
Framer 410 an BTSs gesendet werden.
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7 zeigt
eine detailliertere Veranschaulichung einer Zelle gemäß der vorliegenden
Erfindung. Zelle 500 schließt eine Zellbus-Routing-Kopfzeile (CBRH) 502,
eine Kopfzeile 504 sowie eine Nutzlast 506 ein.
CBRH 502 enthält
Routing-Information
für Bus
Interface Devices (BIDs) innerhalb von CBSC 102. Kopfzeile 504 schließt ein Feld
für generische Flusssteuerung
(GFC, generic flow control), VPI- und VCI-Felder ein. Ein Identifikatorfeld
vom Nutzlasttyp und ein Feld für
die Zellverlustpriorität
liegen ebenfalls in Byte 4 von Kopfzeile 504 vor. Der verbleibende
Abschnitt von Zelle 500 ist Nutzlast 506, die
Daten für
die Übertragung
an einen Zielknoten enthält.
Zelle 500 ist eine standardmäßige ATM-Zelle, abgesehen von
der Tatsache, dass CBRH 502 an Kopfzeile 504 angehängt wurde.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 6 extrahiert PPU 412 bei
dem Umwandeln von PDUs in Zellen eine Adresse aus der PDU und verwendet
die Adresse, um auf einen Translation Random Access Memory (TRAM) 414 zuzugreifen,
um eine Adressumsetzung während
des Anpassens der PDU an eine Zelle durchzuführen. Die Umwandlung dieser PDUs
in Zellen wird unter Verwendung von ATM-Anpassungsschichtfunktionen unter der
ATM-Anpassungsschicht (AAL) 5 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung durchgeführt. Diese Adressumsetzung
wird auch Adressumsetzung der ersten Ebene genannt. Diese Adressumsetzung
der ersten Ebene stellt ein Logical-to-Logical-Mappping bereit,
wobei die resultierende Information verwendet wird, um eine Kopfzeile
einer Zelle zu bilden. Werden Zellen in PDUs umgewandelt, dann extrahiert
PPU 412 eine Kanalnummer und eine Verbindungsnummer aus
dem VCI in der Kopfzeile der Zelle. Die Kanalnummer und die Verbindungsnummer
zusammen mit den Daten in der Nutzlast der Zelle werden verwendet,
um eine PDU zu bilden.
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BTSI 404 schließt auch
eine mit PPU 412 verbundene BID-J 416 ein. BID-J 416 stellt
eine Schnittstelle mit Zellbus 402 bereit. TRAM 418 wird von
BID-J 416 verwendet, um eine zweite Adressumsetzung durchzuführen, auch
Adressumsetzung der zweiten Ebene genannt, wenn eine Zelle durch
PPU 412 an BID-J 416 weitergeleitet wird. Diese
Adressumsetzung der zweiten Ebene stellt eine Adressumsetzung einer
virtuellen Kanalverbindung (VCC, virtual channel connection) dar,
die den ursprünglichen VPI
und VCI jeweils durch neue ersetzt, wobei der VPI einer Ziel-Ablageidentifikation
entspricht und der VCI entweder einer Anruf-Referenznummer (CRN, call
reference number), welche ein logischer Identifikator für den Anruf
oder ein Identifikator für
eine Vorrichtung (auch ein Ziel genannt), wie etwa einem DSP, ist.
Eine CRN wird in dem VCI verwendet, wenn die Zelle entlang eines
Pfades zwischen Ablagen oder Frames zu einem Zielknoten geroutet
werden soll. Ein Identifikator für
eine Vorrichtung wird in dem VCI verwendet, wenn die Zelle auf einem
Pfad innerhalb der Ablagen zu dem Zielknoten gesendet werden soll.
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Die
Adressumsetzung der ersten Ebene stellt einen VPI und einen VCI
bereit, die lediglich innerhalb der BTSI 404 eindeutig
sind. Gemäß der vorliegenden
Erfindung werden Adressumsetzungen der ersten Ebene an den BTSIs
und den Transcodern verwendet, weil die BIDs innerhalb dieser Knoten Zellen
als Eingaben benötigen
(d. h. die Verbindungen zu den BIDs verwenden Busse mit Utopia-Standards).
Mehr Information über
Utopia-Standards findet sich in Utopia Level 2, V1.0, af-phy-0039.000, erhältlich bei
dem ATM Forum Technical Committee in Foster City, Kalifornien, hierin
durch die Bezugnahme darauf inkorporiert. Zusätzliche Information über Utopia-Standards
findet sich in Utopia Level 1, ebenfalls erhältlich bei dem ATM Forum Technical
Committee.
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Die
Adressumsetzung der zweiten Ebene in dem Startknoten, BTSI 404,
resultiert in einem VPI und VCI, die in dem gesamten CBSC eindeutig
sind und so die jeweilige Ablage sowie die Vorrichtung identifizieren.
In dem Fall, dass der Zielknoten ein Transcoder ist, ist der VCI
eine CRN, die verwendet wird, um einen digitalen Signalprozessor
(DSP) zu identifizieren, der zum Zwecke der Stimmverarbeitung zugeordnet
wurde. Zusätzlich
wird eine Zellbus-Routing-Kopfzeile (CBRH) hinzugefügt, die
der Slot-Identifikation des nächsten
Knotens in dem Pfad zu dem Zielknoten entspricht. Diese CBRH wird
an die Kopfzeile der Zelle angehängt
und unterscheidet sich von der normalen Länge einer ATM-Zelle gemäß der vorliegenden
Erfindung. Im Falle eines Weges innerhalb von Ablagen entspricht
die CBRH der Slot-Identifikation einer weiteren Karte in der Ablage, wie
etwa einer BTSI, einem Transcoder oder einer Schnittstelle zwischen
Netzwerken. Für
Wege zwischen Ablagen, innerhalb von Frames oder zwischen Frames
ist die Slot-Identifikation die der BTC-Karte. Diese Art der Adressumsetzung
ist ein Logical-to-Physical-Mapping von Zahlen. In einer bevorzugten
Ausführungsform
führt BID-J 416 lediglich dann
eine Adressumsetzung durch, wenn eine Zelle auf Zellbus 402 angeordnet
wird. Mit von dem Zellbus 402 durch BID-J 416 entfernten
Zellen für
das Verarbeiten durch PPU 412 wird keine Adressumsetzung durchgeführt.
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Wie
in 6 gezeigt, schließt Transcoder 406 DSPs 420 und 422 ein,
die von Transcoder 406 empfangene Daten in einem Format
für eine
Verwendung innerhalb eines PSTN anordnet. Transcoder 406 empfängt Zellen
an BID-K 424. BID-K 424 bestimmt, ob eine Zelle
von Zellbus 402 durch Untersuchen der CBRH in der Kopfzeile
der Zelle entfernt werden soll, von der eine Bestimmung dahingehend erfolgt,
ob es sich um die Slot-Identifikation von Transcoder 406 handelt.
In einer bevorzugten Ausführungsform
wird keine zeitaufwendige Adressumsetzung an BID-K 424 durchgeführt, wenn
Zellen von Zellbus 402 entfernt werden.
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Diese
Zellen werden an Transceiver 426 weitergeleitet, der ein
Feld einer DSP-Stimmprozessornummer
(VPN) innerhalb des in der Kopfzeile der Zelle gefundenen VCI extrahiert.
Der VCI wird von Transceiver 426 verwendet, um für die Stimmverarbeitung
Daten entweder an DSP 420 oder DSP 422 zu senden.
Das DSP-VPN-Feld wird aus dem VCI unter Verwendung von in dem mit
dem Transceiver 426 verbundenen TRAM 428 gespeicherten
Daten extrahiert.
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Transceiver 426 wird
ebenfalls verwendet, um entweder von DSP 420 oder von DSP 422 empfangene
Daten für
den Transport innerhalb von CBSC 102 in Zellen anzuordnen.
Beim Empfang von Daten von einer der DSPs führt Transceiver 426 eine Adressumsetzung
der ersten Ebene unter Verwendung von TRAM 428 durch, um
eine VPI-Nummer und eine VCI-Nummer für das Anordnen in einer Kopfzeile
einer Zelle durchzuführen.
Die Daten werden von Transceiver 426 in dem Nutzlastabschnitt der
Zelle angeordnet. Diese Zelle wird für die anschließende Übertragung
auf Bus 402 an BID-K 424 übertragen. Vor dem Anordnen
einer Zelle auf Zellbus 402 führt BID-K 424 eine
Adressumsetzung der zweiten Ebene unter Verwendung von TRAM 430 durch,
um eine Ziel-Slotnummer zu identifizieren. BID-K 424 hängt auch
eine CBRH an die Kopfzeile der Zelle als Teil der Adressumsetzung
der zweiten Ebene an.
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BTC 408 schließt einen
Zellbus 432, der BID-A 434, BID-B 436,
BID-C 438 und BID-D 440 miteinander
verbindet, ein. TRAM-A 442, TRAM-B 444 und TRAM-C 446 werden
jeweils mit BID-A 434, BID-IB 436, und BD-C 438 verbunden.
Diese TRAMs werden für
Adressumsetzungen einer virtuellen Pfadverbindung (VPC, virtual
path connection) verwendet, in der nur der VPI in der Adressumsetzung
eingeschlossen ist. BID-D 440 weist keinen TRAM auf, da
in einer bevorzugten Ausführungsform
eine Adressumsetzung lediglich dann ausgeführt wird, wenn eine Zelle auf
einem Zellbus angeordnet wird. BTC 408 enthält auch
BID-Z 450, welches eine Verbindung mit BID-B 436 sowie
Zellbus 402 bereitstellt. Jedes dieser BIDs wird für das Routen
von Zellen zu den geeigneten Zielpunkten ausschließlich basierend
auf dem VPI in der Kopfzeile der Zelle verwendet. Jedes BID bestimmt,
ob eine Zelle durch das BID basierend auf der an die Kopfzeile der
Zelle angehängte
CBRH geroutet werden soll. Wiederum stellt die BTC vorteilhafterweise
statische Routing-Umsetzungen für
Zwischen-Routing und somit eine Verbesserung im Vergleich zu dem
Stand der Technik bereit.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Adressumsetzung nur dann ausgeführt, wenn
eine Zelle auf einem Zellbus angeordnet wird, und wenn jede Adressumsetzung
eine neue CBRH bereitstellt, welche die vorhandene, an die Kopfzeile
der Zelle angehängte
CBRH ersetzt. Die Slot-Identifikationsnummer des nächsten Knotens
(d. h. eine BTSI, ein Transcoder oder eine weitere BTC) wird als
die CBRH gespeichert und verwendet, um die Zelle zu dem nächsten Knoten
in dem Pfad zu dem Zielknoten zu routen. Der VPI bleibt bei den
Adressumsetzungen dieser BIDs derselbe.
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Wie
gezeigt verbindet der Ring innerhalb von Frames 452 BTC 408 mit
BTC 454 in Ablage 456. Zellbus 458 stellt
eine Verbindung zwischen BTC 454 und BTSI 460,
Transcoder 462 und der Schnittstelle zwischen Netzwerken 464 bereit.
Unter Anzeige einer weiteren Art von Verbindung zwischen Ablagen verbindet
Zwischenverbindung 466 Ablage 400 mit Ablage 468,
wie gezeigt. Innerhalb von Ablage 468 schließt Zellbus 470 in
BTC 472 auch eine BID-X 474 ein, die eine Schnittstelle
zu einem Ziel außerhalb von
CBSC 102 bereitstellt, wie zum Beispiel das in 1 gezeigte
LAN 124.
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Die
verschiedenen Komponenten innerhalb einer Ablage können unter
Verwendung von bekannten Geräten
gemäß der vorliegenden
Erfindung implementiert werden. Zum Beispiel werden die BIDs unter
Verwendung von Cubits von TranSwitch Corporation in Shelton, Connecticut,
implementiert. (Es gilt zu beachten, dass „Cubit" eine Marke der TransSwitch Corporation
ist). Cubits und deren Anwendungen werden in Cell Bus, Technical
Manual and Cubit Applications, Dokument Nr. TXC-05801-TM1 und Cubit Device, Cell Bus
Switch, Data sheet, Dokument Nr. TXC-05801-MB, beide erhältlich bei TranSwitch Corporation
in Shelton, Connecticut und hierin durch die Bezugnahme darauf inkorporiert,
beschrieben. Framer 410 kann unter Verwendung von bekannten
Framern implementiert werden, wie etwa des von A&T Corp. erhältlichen T7630 T1/E1-Framers.
PM4344 ist ein von PMC-Sierra mit Sitz in Burnaby, Kanada, erhältlicher
Framer. Adressumsetzung, Erzeugung der Zellen und weitere Funktionen
des Paketprozessors 412 können unter Verwendung einer
Ausgestaltung eines anwendungsspezifischen integrierten Chips (ASIC)
implementiert werden.
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Es
wird nun Bezug genommen auf 8, die ein
Flussdiagramm eines Prozesses für
das dynamische Einrichten eines Uplink-Pfades gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Der Prozess beginnt durch Detektieren eines
ausgehenden Anrufs an einer BTS-Verbindungsleitung (Schritt 600).
Der Anruf ist üblicherweise
ein Anruf von einem Mobiltelefon auf das Festnetz, der an einer
BTS empfangen wird, wobei die Daten über die Verbindungsleitung
an die BTSI übertragen
werden. Der Prozess bestimmt dann, ob der Anruf angenommen wird
(Schritt 602), z. B. ob das Netzwerk über die für das Einrichten des Anrufes
benötigten
Ressourcen verfügt.
Nimmt der Prozess den Anruf nicht an, dann endet dieser. Anderenfalls
wird dem Anruf eine BTS-Kanalreferenznummer zugeordnet (Schritt 604).
Diese BTS-Kanalreferenznummer
ist ein DLCI oder eine Frame-Adresse (FA). Der Prozess weist dann
einen Transcoder-DSP zu, um den Anruf zu verarbeiten (Schritt 606).
Der Anruf kann durch die in der Ablage des Startknotens angeordnete
BTC oder durch ein zentralisiertes System gemäß der vorliegenden Erfindung
eingerichtet werden.
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Anschließend wird
bestimmt, ob es für
den Pfad erforderlich ist, dass Daten auf einem Pfad zwischen Ablagen
transportiert werden (Schritt 608). Wenn der Weg einen
Pfad zwischen Ablagen benötigt,
dann aktualisiert der Prozess den Eintrag der TRAM-Umsetzung (TR,
translation record) der zweiten Ebene an der BTSI unter Verwendung
der Information bezüglich
eines Pfades zwischen Ablagen (Schritt 610). Dies geschieht
durch Gleichsetzen des VPI mit der Transcoder-Ablage-Identifikation
und des VCI mit einer Zell-Routing-Nummer (CRN, cell routing number),
die innerhalb des CBSC eindeutig ist. In dem vorliegenden Beispiel
ist die CRN eine Nummer mit 16 Bit. Zusätzlich wird die CBRH in den
Eintrag der TRAM-Umsetzung der aktiven BTC-Slot-Anzahl für die BTC
gleichgesetzt, was dem Transportieren der Zellen weg von der Ablage,
in der die BTSI-Karte angeordnet ist, dient. Anschließend wird
der mit dem Anruf assoziierte Eintrag der BID-Z-TRAM-Umsetzung in
der in der Zielablage, die den Transcoder enthält, angeordneten BTC aktualisiert
(Schritt 610). Der VPI wird der Slot-Anzahl des Ziel-Transcoders
sowie der Nummer der Teilstrecke für die weiche Gesprächsumschaltung
(SHO) gleichgesetzt (d. h. jede SHO-Teilstrecke ist eine aktive Verbindung
für einen
logischen Anruf). Der VCI wird der Stimmverarbeitungsnummer des
DSP gleichgesetzt, was dazu dient, diesen Anruf zu verarbeiten. Die
CBRH wird der Ziel-Transcoder-Slot-Identifikationsnummer gleichgesetzt,
wobei der Prozess anschließend
endet.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf Schritt 608 aktualisiert der Prozess,
falls der Weg kein Pfad zwischen Ablagen ist, den Eintrag der TRAM-Umsetzung
der zweiten Ebene in der BTSI für
einen Weg innerhalb von Ablagen (Schritt 614). Dies geschieht,
indem der VPI der Ziel-Transcoder-Ablage-Identifikation gleichgesetzt
wird und durch Anordnen der VPN des DSP, um die Information und
die SHO-Teilstreckennummer
in dem VCI zu verarbeiten. Die CBRH wird der Ziel-Transcoder-Slot-Identifikationsnummer gleichgesetzt,
und der Prozess endet.
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Es
wird nun Bezug genommen auf 9, die ein
Flussdiagramm eines Prozesses für
das dynamische Einrichten eines Downlink-Pfades gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Der Prozess beginnt durch Aktualisieren des
Eintrags der TRAM-Umsetzung
der ersten Ebene in dem Transcoder (Schritt 700). In einer
bevorzugten Ausführungsform
erfolgt dies durch Gleichsetzen eines Abschnitts des Eintrags mit
dem Indikator für
die aktive Teilstrecke und durch Zuordnen eines temporären VCI
für die
SHO-Teilstrecke einer Anrufreferenznummer. Es wird bestimmt, ob
es erforderlich ist, dass Daten auf einem Pfad zwischen Ablagen
geroutet werden (Schritt 702). Wenn die Zellen entlang
einem Pfad zwischen Ablagen geroutet werden sollen, dann aktualisiert
der Prozess den Eintrag der TRAM-Umsetzung der zweiten Ebene in
dem Transcoder für
einen Zielknoten zwischen den Ablagen (Schritt 704). Dies erfolgt
durch Gleichsetzen des VPI mit der Ziel-BTSI-Ablagen-Identifikationsnummer
und durch Einstellen des VCI auf eine CRN von 16 Bit. Zusätzlich wird die
CBRH dem aktiven BTC-Slot gleichgesetzt, was dazu dient, die Zellen
weg von der Ablage zu transportieren.
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Der
Prozess aktualisiert dann den Eintrag der BID-Z-TRAM-Umsetzung in
der Ziel-Ablage (Schritt 706).
Dies geschieht durch Anordnen der Verbindungsleitungsnummer und
der Slot-Identifikationsnummner der BTSI in dem VPI. Zusätzlich wird der
VCI dem DLCI gleichgesetzt. Alternativ könnte der VCI der logischen
Kanalnummer gleichgesetzt werden. Eine logische Kanalnummer wird
verwendet, um einen Anruf unter mehreren Anrufen, die über eine
Verbindungsleitung übertragen
werden, zu identifizieren. Diese logische Kanalnummer wird verwendet,
um eine Frame-Adresse oder einen DLCI zu erhalten. Die CBRH wird
der BTSI-Slot-Identifikationsnummer gleichgesetzt, wobei der Prozess
anschließend
endet.
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Es
wird erneut Bezug auf Schritt 702 genommen, wobei der Eintrag
der TRAM-Umsetzung
der zweiten Ebene für
einen Zielknoten innerhalb von Ablagen aktualisiert wird, falls
der Prozess einen Pfad innerhalb von Ablagen erfordert (Schritt 708).
Der Eintrag der Umsetzung wird durch Anordnen der Ziel-BTSI-Slot-Identifikationsnummer
und der Verbindungsleitungsnummer in dem VPI-Abschnitt des Eintrags
der Umsetzung angeordnet. Der VCI enthält eine CRN von 16 Bit. Die
CBRH enthält
die Ziel-BTSI-Slot-Identifikationsnummer, wobei der Prozess anschließend endet.
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Es
wird nun Bezug genommen auf 10, die
ein Flussdiagramm von Uplink-Adressumsetzungen
unter Einbeziehung von Routing zwischen Ablagen zwischen einer BTSI
und einem Transcoder gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Der Prozess beginnt damit, dass die BTSI (der
Startknoten) eine Adressumsetzung der ersten Ebene durchführt, um
einen DLCI mit einem VPI und einem VCI als Antwort auf das Empfangen
eines Datenstroms zu konvertieren (Schritt 800). Der VPI
wird der Verbindungsleitungsnummer gleichgesetzt, und der VCI wird
einem temporären
Wert gleichgesetzt. Anschließend führt die
BTSI eine Umsetzung der zweiten Ebene durch, welche eine VCC-Adressumsetzung
ist (Schritt 802). Eine VCC-Adressumsetzung bezieht sich sowohl
auf den VPI als auch auf den VCI, während eine VCC-Adressumsetzung
in einer Zelle sich nur auf den VPI bezieht. Diese Umsetzung resultiert in
einem VPI und einem VCI, die in dem gesamten CBSC eindeutig sind
und stellt eine CBRH bereit. Der VPI schließt die Zielslot-Identfikation
ein, die zum Beispiel die Ziel-Transcoder-Ablagen-Identfikationsnummer
ist. Ein Abschnitt des VPI kann auch verwendet werden, um die SHO-Teilstreckennummer
zu codieren. Der VCI enthält
eine CRN, die später
verwendet wird, um die Stimmverarbeitungsnummer (VPN) zu erhalten.
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Anschließend tritt
eine VPC-Adressumsetzung an einer BTC als Antwort auf das Empfangen eines
Anrufs auf (Schritt 804). Der VPI wird geprüft, um eine
CBRH zu identifizieren, um die Zelle zu dem nächsten Knoten auf dem Pfad
zu dem Ziel-Transcoder
zu leiten. Der VPI bleibt nach dieser Adressumsetzung gleich. Als
Antwort auf das Erhalten eines Anrufs tritt eine VPC-Adressumsetzung
an der Ziel-BTC
auf (Schritt 806). Die Ziel-BTC ist der Knoten vor dem
Transcoder (dem Zielknoten), die VCC-Adressumsetzung an der BTC
ersetzt den VPI in der Kopfzeile der Zelle durch einen VPI, welcher die
Slot-Nummer des Transcoders sowie eine Identifikation einer SHO-Teilstrecke
enthält.
Der VCI wird verwendet, um die VPN und die SHO-Teilstreckennummer
zu erhalten, welche die CRN in dem VCI ersetzt. Die CBRH wird der
Ziel-Transcoder-Slot-Identifikationsnummer gleichgesetzt.
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Als
Antwort auf das Empfangen einer Zelle verarbeitet der Transcoder
die Kopfzeile der Zelle, um Daten in die Nutzlast der Zelle zu dem
geeigneten DSP zu leiten (Schritt 808). Bei der Verarbeitung
der Kopfzeile der Zelle überprüft der Transcoder
das korrekte Routen der Zelle durch Untersuchen des VPI. Zusätzlich decodiert
der Transcoder den VPI und den VCI, um die SHO-Teilstreckennummer
für zugewiesene
Zwischenspeicher für
die Auswahl der Zelle zu identifizieren. Zellen werden von jedem
Pfad zu dem mit einem Anruf assoziierten Transcoder zwischengespeichert.
Nachdem sämtliche
Zellen für
die verschiedenen Teilstrecken empfangen wurden, erfolgt für das Verarbeiten
durch den DSP eine Auswahl der Zelle, welche die besten Daten enthält. Der
VCI wird verwendet, um die Stimmverarbeitungsnummer (VPN) abzufragen,
welche verwendet wird, um Daten zu einem spezifischen DSP in dem
Transcoder zu routen. Obwohl das gezeigte Flussdiagramm lediglich
eine einzige BTC als einen Zwischenknoten zwischen der BTSI (Startknoten)
und dem Transcoder (Zielknoten) einschließt, kann es sein, dass zusätzliche
Zwischenknoten vorhanden sind, in welchen Adressumsetzungen wie
etwa die Adressumsetzung in Schritt 804 ausgeführt werden.
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Es
wird anschließend
Bezug genommen auf 11, die ein Flussdiagramm von
Downlink-Adressumsetzungen unter Einbeziehung von Routing zwischen
Ablagen zwischen einem Transcoder und einer BTSI gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Der Prozess beginnt damit, dass der Transcoder
eine Adressumsetzung der ersten Ebene durchführt, um Stimmdatenmuster mit
einer Anzahl von VPI und VCI-Paaren,
die gleich der Anzahl der aktiven Längen ist, in Beziehung zu setzen,
wenn mehrere Teilstrecken für
einen logischen Anruf aktiv sind (Schritt 900). Der VPI
enthält
eine CRN, die später verwendet
wird, um die VPN zu erhalten. Alternativ kann der VPI die VPN, in
welcher der VPI der Identifikator für die VPN ist, direkt identifizieren.
Der VCI ist ein temporärer
Wert für
die Teilstreckennummer. Anschließend führt der Transcoder eine Adressumsetzung
der zweiten Ebene durch (Schritt 902). Diese Umsetzung
stellt eine Adresse bereit, die innerhalb eines CBSC eindeutig ist.
Bei dieser Umsetzung schließt
der VPI die Ziel-BTSI-Ablagenummer ein. Der VCI enthält die CRN
und die CBRH enthält
die Slot-Identifikationsnummer des nächsten Knotenpunkts, eine BTC,
der dazu dient, die Zelle in Richtung der Ziel-BTSI zu routen.
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Anschließend wird
eine VPC-Adressumsetzung an der BTC, der in derselben Ablage wie
der Transcoder angeordnet ist, ausgeführt (Schritt 904). Diese
Art von Adressumsetzung wird ebenfalls an jedweder zusätzlichen
BTC vor der Ziel-BTC durchgeführt.
An der Ziel-BTC in der Ablage der Ziel-BTSI wird eine VCC-Adressumsetzung an
der Zelle ausgeführt
(Schritt 906). Diese VCC- Adressumsetzung ordnet die Slot-Identifikationsnummer
der BTSI und die Verbindungsnummer in dem VPI der Zelle an. Der VCI
in der Zelle wird durch einen DLCI oder eine Kanalnummer ersetzt.
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An
der BTSI wird die Kopfzeile der Zelle verarbeitet (Schritt 908).
Bei der Verarbeitung der Kopfzeile der Zelle überprüft die BTSI das korrekte Routen
der Zelle durch Überprüfen des
VPI. Das VCI-/VPI-Paar wird decodiert, um jeweils die Verbindungsleitungsnummer
und den DLCI zu erhalten. Der DLCI kann durch direkte Umsetzung
des VCI enthalten sein, oder alternativ kann der VCI verwendet werden
als ein Zeiger, um den DLCI zu erhalten.
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Es
wird nun Bezug genommen auf 12, die
ein Flussdiagramm von Uplink-Adressumsetzungen
unter Einbeziehung von Routing innerhalb von Ablagen zwischen einer
BTSI und einem Transcoder gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Der Prozess beginnt damit, dass die BTSI eine
Adressumsetzung der ersten Ebene ausführt, um einen DLCI in einen
VPI und einen VCI umzuwandeln (Schritt 1000). Der VPI wird
der Verbindungsleitungsnummer gleichgesetzt, und der VCI wird einem
temporären
Wert gleichgesetzt. Anschließend
führt die
BTSI eine Umsetzung der zweiten Ebene durch, welche eine VCC-Umsetzung
ist (Schritt 1002). Diese Umsetzung resultiert in einem
VPI und einem VCI, die innerhalb des CBSC eindeutig sind, und erzeugt
eine CBRH. Der VPI schließt
die Zielslot-Identfikation
ein, die zum Beispiel die Ziel-Transcoder-Slot-Identfikationsnummer
ist. Ein Abschnitt des VPI kann auch verwendet werden, um die SHO-Teilstreckennummer
zu codieren. Die SHO-Teilstreckennummer identifiziert eine aus einer
Reihe von aktiven Verbindungen für
einen logischen Anruf. Der VCI enthält die Stimmverarbeitungsnummer
und kann ebenfalls Information einschließen, die eine SHO-Teilstreckennummer
identifiziert. Die CBRH wird der Ziel-Transcoder-SlotIdentifikationsnummer
gleichgesetzt.
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Der
Transcoder verarbeitet die Kopfzeile der Zelle, um Daten in der
Nutzlast der Zelle zu dem geeigneten DSP (Schritt 1004)
zu leiten. Bei der Verarbeitung der Kopfzeile der Zelle überprüft der Transcoder
das korrekte Routen der Zelle durch Untersuchen des VPI. Zusätzlich decodiert
der Transcoder den VPI und den VCI, um die SHO-Teilstreckennummer
für zugewiesene
Zwischenspeicher für
die Auswahl von Zellen zu identifizieren. Der VCI wird verwendet,
um die Stimmverarbeitungsnummer (VPN) abzufragen, die verwendet
wird, um Daten zu einem spezifischen DSP in dem Transcoder zu routen.
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Es
wird nun Bezug genommen auf 13, die
ein Flussdiagramm von Downlink-Adressumsetzungen
unter Einbeziehung von Routing innerhalb von Ablagen zwischen einem
Transcoder und einer BTSI gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Der Prozess beginnt damit, dass der Transcoder
eine Adressumsetzung der ersten Ebene durchführt, um einen DLCI in einen
VPI und einen VCI umzuwandeln (Schritt 1100). Der VPI ist
eine CRN, die später
verwendet wird, um die VPN zu erhalten. Alternativ kann der VPI
die VPN direkt identifizieren. Der VCI ist ein temporärer Wert
für die
Teilstreckennummer. Anschließend
führt der
Transcoder eine Adressumsetzung der zweiten Ebene durch (Schritt 1102).
In einer bevorzugten Ausführungsform
ist diese Adressumsetzung eine VCC-Adressumsetzung, die eine Adresse
bereitstellt, die innerhalb einer Ablage eindeutig ist. Bei dieser
Umsetzung schließt
der VPI die Ziel-BTSI-Slot-Nummer und die Verbindungsnummer ein.
Der VCI enthält
die CRN, und die CBRH enthält die
Ziel-BTSI-Slot-Identifikationsnummer. An der BTSI wird die Kopfzeile
der Zelle verarbeitet (Schritt 1104). Bei der Verarbeitung
der Kopfzeile der Zelle überprüft die BTSI
durch Untersuchen des VPI, ob die Zelle korrekt geroutet wurde.
Der VCI wird decodiert, um die Verbindungsleitungsnummer und den DLCI
zu erhalten. Der DLCI kann durch direkte Umsetzung des VCI enthalten
sein, oder alternativ kann der VCI als ein Zeiger verwendet werden,
um den DLCI zu erhalten.
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Obwohl
die dargestellten Beispiele eine BTSI und einen Transcoder als Start-
und Zielknoten verwenden, können
dieselben Prozesse, wie sie für das
Routen von Zellen verwendet werden, mit anderen Arten von Start-
und Zielknoten verwendet werden. Beispielsweise können zwei
BTSIs jeweils einen Start- und Zielknoten bilden. Eine Schnittstelle
zwischen Netzwerken wie etwa die Schnittstelle 464 zwischen
den Netzwerken in der in 6 gezeigten Ablage 456 kann
ein Start- oder Zielknoten sein. Zusätzlich kann die in 6 gezeigte
BID 474 entweder ein Start- oder Zielknoten gemäß der vorliegenden Erfindung
sein. Selbstverständlich
können
weitere Arten von Start- und Zielknoten, die sich von den abgebildeten
unterscheiden, mit den Prozessen der vorliegenden Erfindung verwendet
werden.
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Unter
Bezugnahme auf 14 nun werden Diagramme von
in TRAMs gefundenen Einträgen, die
beim Durchführen
von Adressumsetzungen verwendet werden, für das Routen von Zellen an
Startknoten gemäß der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht. Eintrag 1200 ist ein in VPI-Adressumsetzungen
verwendeter Eintrag einer VPI-Umsetzung und schließt CBRH-Information
ein, die in der Kopfzeile einer Zelle für das Routen angeordnet ist.
Zusätzlich
schließt
Eintrag 1200 auch einen VPI ein. Einträge 1202 und 1204 sind
jeweils Einträge
von VPI- und VCI-Umsetzungen, die in VCC-Umsetzungen verwendet werden.
Eintrag von VPI-Umsetzung 1202 stellt einen VCI-Seiten-Offset
bereit, der verwendet wird, um den VCI bei den an Startknoten auftretenden
Umsetzungen zu bestimmen. Eintrag von VCI-Umsetzung 1204 wird
verwendet, um einen VCI und eine CBRH in einer Umsetzung der zweiten
Ebene an einem Startknoten bereitzustellen.
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Unter
Bezugnahme auf 15 wird anschließend ein
Blockdiagramm einer Datenstruktur in einem mit einem PPU in einer
BTSI assoziierten TRAM gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Datenstruktur 1300 schließt eine
Anzahl von Einträgen
wie etwa Einträge 1302 ein.
Eintrag 1302 schließt
einen VPI-Abschnitt 1304, einen oberen VCI-Abschnitt 1306 und
einen unteren VCI-Abschnitt 1308 gemäß der vorliegenden Erfindung
ein. Diese Datenstruktur wird in einer Adressumsetzung der ersten
Ebene verwendet. Selbstverständlich
können weitere
Arten von Konfigurationen von Datenstrukturen verwendet werden,
um die Information für
die Adressumsetzungen der ersten Ebene zu enthalten. Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann eine Verbindungsleitungsnummer, auf der eine PDU
ankommt, für
den VPI verwendet werden, und der DLCI kann einem VCI zugeordnet
werden. Alternativ können
der VPI und der VCI den DLCI enthalten. Wird eine FUNI-Schnittstelle verwendet,
dann kann ein Zuordnen durch direktes Adressieren von Frames an VPI
und VCI verwendet werden. In einem anderen Abschnitt kann der DLCI
als ein Zeiger für
einen externen Speicher verwendet werden, um die Werte auf dem VPI
und dem VCI abzubilden.
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Unter
Bezugnahme auf 16 wird ein Blockdiagramm einer
Datenstruktur in einem mit einem BID in einer BTSI assoziierten
TRAM gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Diese Datenstruktur wird in einer Adressumsetzung
der zweiten Ebene gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet. Datenstruktur 1400 enthält einen
VPI-Abschnitt 1402 und
einen VCI-Abschnitt 1404. Der in der Adressumsetzung der
ersten Ebene erhaltene VPI wird verwendet, um einen Eintrag einer
VPI-Umsetzung 1406 von VPI-Abschnitt 1402 zu erhalten.
Der Eintrag von VPI-Umsetzung 1406 enthält einen VCI-Seiten-Offset,
der verwendet wird, um einen Eintrag einer VCI-Umsetzung zu bestimmen. Eintrag der
VCI-Umsetzung 1408 wird erhalten durch Hinzufügen des VCI-Seiten-Offsets
von dem Eintrag der VPI-Umsetzung 1406 zu der Seite und
Auswählen
des Eintrags an dieser Adresse. Dieser Eintrag enthält die CBRH, den
VCI und den VPI, der innerhalb der Zelle vor dem Übermitteln
der Zelle an den Bus angeordnet ist. Die CBRH entspricht einer BTC-Identifikationsnummer für die Pfade
zwischen Ablagen und der Slot-Identifikationsnummer des Knotens,
der dazu dient, die Zelle in Pfaden innerhalb von Ablagen zu empfangen. Der
VPI legt die Ablagen-Identifikationsnummer der Zielablage fest,
in welcher sich der Transcoder befindet. Der VCI ist ein eindeutiger
Identifikator für
die Zelle, die einer CRN gleichgesetzt wird. Wenn Routing innerhalb
von Ablagen auftritt, dann enthält
der VCI die VPN des DSP in dem Transcoder.
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Unter
Bezugnahme auf 17 wird nun ein Blockdiagramm
einer Datenstruktur in mit einem in einem Transcoder angeordneten
Transceiver verbundenen TRAM gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Diese Datenstruktur wird in einer Adressumsetzung
der ersten Ebene gemäß der vorliegenden Erfindung
verwendet. Datenstruktur 1500 enthält Einträge, welche die Anzahl der aktiven
Teilstrecken in mit dem Transcoder assoziierten Kanälen identifizieren.
Jede aktive Teilstrecke zeigt den Empfang von Funksignalen von einer
Mobileinheit an mehr als einer BTS an. Mehr als eine aktive Teilstrecke
zeigt eine ablaufende SHO an. In dem abgebildeten Beispiel liegen
sechs Einträge
von Umsetzungen 1502–1512 für eine von
sechs SHO-Teilstrecken für einen
bestimmten Anruf vor.
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Datenstruktur 1500 wird
verwendet, wenn der Transcoder der Startknoten und die BTSI der Zielknoten
ist. Die DSP-Identifikationsnummer wird verwendet, um eine Adresse
zu bestimmen, die einen Eintrag für das Identifizieren eines
VPI für
die Zuordnung zu einer Zelle enthält. Der VCI wird als der Inhalt
eines mit einer SHO-Teilstrecke
assoziierten Eintrags zugewiesen. Der VCI jeder nachfolgenden Zelle,
assoziiert mit einem Anruf, wird unter Verwendung des nächsten unbenutzten
Eintrags verwendet. Diese VPI- und VCI-Werte sind innerhalb des
Transcoders eindeutig, jedoch nicht innerhalb des restlichen CBSC.
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Unter
Bezugnahme auf 18 wird nun ein Blockdiagramm
einer Datenstruktur in einem mit einem BID in einem Transcoder assoziierten
TRAM gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Diese Datenstruktur wird in einer Adressumsetzung
der zweite Ebene gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet. Datenstruktur 1600 enthält einen
VPI-Abschnitt 1602 und einen VCI-Abschnitt 1604.
VPI-Abschnitt 1602 wird verwendet, um einen Eintrag einer VPI-Umsetzung,
wie etwa einen Eintrag einer VPI-Umsetzung 1606 zu erhalten,
der einen VCI-Seiten-Offset enthält,
zu erhalten. Die VPI-Nummer ist auch die Seitenzahl in VCI-Abschnitt 1604.
Der VCI-Seiten-Offset
des Eintrags der VPI-Umsetzung 1606 wird der Seite hinzugefügt, um eine
Adresse enthaltend einen Eintrag einer VCI-Umsetzung 1608 zu
erhalten. Dieser Eintrag der VCI-Umsetzung enthält die VPI-, VCI- und CBRH-Information,
die in der Kopfzeile einer Zelle vor deren Übertragung an den Bus für den Transport
an einen Zielknoten angeordnet wird. Die CBRH leitet diese Zelle
entweder an die Ziel-BTSI oder an eine BTC, in Abhängigkeit
davon, ob ein Pfad innerhalb von Ablagen oder zwischen Ablagen verwendet
werden soll, um Zellen zu transportieren. Bei einem Pfad zwischen
Ablagen zeigt der VPI die Ziel-BTSI-Ablagen-Identifikationsnummer mit dem
eine CRN enthaltende VCI an, die später verwendet wird, um eine
DLCI- oder Kanalnummer
zu erhalten. Mit einem Pfad innerhalb von Ablagen identifiziert
der VPI die Ziel-BTSI-Slot-Identifikationsnummer zusammen mit der
Verbindungsleitungsnummer. Der VCI schließt entweder eine CRN oder eine
Kanalnummer ein.
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Unter
Bezugnahme auf 19 wird nun ein Blockdiagramm
einer Datenstruktur in einem BID-TRAM eines Zwischenknotens gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Datenstruktur 1700 schließt Eingaben
für VCI-Umsetzungen
in TRAMs für
BID-A, BID-B und BID-C ein. Der VPI einer Zelle wird verwendet,
um eine Adresse für
einen Eintrag einer VPI-Umsetzung 1702 zu bestimmen. Dieser
Eintrag der VPI-Umsetzung
schließt
einen VPI und eine CBRH ein. Die CBRH wird verwendet, um die Zelle entweder
an den Zielknoten oder zu der nächsten BTC
auf dem Pfad zu dem Zielknoten zu leiten. Das VPI-Feld in dem Eintrag
der VPI-Umsetzung 1702 enthält stets denselben VPI wie
für den
Zugriff auf diesen Eintrag der Umsetzung verwendet. Anders gesagt
wird der VPI in der Adressumsetzung nicht verändert, nur die CBRH wird in
der Kopfzeile der Zelle ersetzt. Der Vorteil des statischen Routens
gemäß der vorliegenden
Erfindung wird erneut veranschaulicht, weil jede eingehende, an
einem BTC-Knoten ankommende Zelle mit der Tabelle in Bezug gesetzt
und gemäß einfacher
Regeln verarbeitet wird, um die nächste Teilstrecke des Weges
zu bestimmen. Kein äußerer „Verarbeitungs"-Aufwand wird benötigt. Dies
bedeutet, dass die einfache Umsetzung durch Nachschlagen der eingehenden VPI/VCI-Adresse
die korrekte Information (neue VPI/VCI) automatisch abruft, ohne
dass das Eingreifen jedweder zugeordneten Ressource (Steuerungsprozessoren)
erforderlich ist. Die vorangehende Verbesserung ist das Ergebnis
des statischen Einrichtens des Speichers für eine spätere Verwendung beim Routen
von Nachrichten durch das ATM-Netzwerk.
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Unter
Bezugnahme auf 20 wird nun ein Blockdiagramm
einer Datenstruktur in einem BID-Z-TRAM gemäß der vorliegenden Erfindung
gezeigt. Datenstruktur 1800 schließt einen Abschnitt eines Eintrags
einer VPI-Umsetzung 1802 und einen Abschnitt eines Eintrags
einer VCI-Umsetzung 1804 ein. Zellen in einer Ziel-BTC
werden unter Verwendung von BID-Z zu dem Zielknoten geroutet, der
eine VCC-Adressumsetzung
verwendet, um eine CBRH für
den Zielknoten zu extrahieren. Der VPI wird verwendet, um einen
in einem Eintrag einer VPI-Umsetzung 1806 gefundenen VCI-Seiten-Offset
zu erhalten. Der VCI-Seiten-Offset wird verwendet, um einen Eintrag
einer VCI-Umsetzung 1808 von dem Abschnitt des Eintrags
der VCI-Umsetzung 1804 zu
erhalten. Der Eintrag der VCI-Umsetzung 1808 schließt eine
CBRH ein, um die Zelle zu dem Zielknoten, wie etwa eine BTSI oder
einen Transcoder, zu routen. Dieser Eintrag schließt auch
einen VCI ein, welcher die Zelle mit einem bestimmten digitalen
Signalprozessor (DSP) oder einer BTS-Verbindungskanalnummer und einem VPI,
der nicht verwendet wird, in Beziehung setzt.
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Es
wird nun Bezug genommen auf 21, die
ein Flussdiagramm für
das Einrichten von Pfaden innerhalb eines CBSC gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Der Prozess beginnt durch Identifizieren von
Startknoten in dem CBSC (Schritt 1900). Anschließend identifiziert
der Prozess Zielknoten innerhalb des CBSC (Schritt 1902).
Ein unverarbeiteter Startknoten wird dann für das Verarbeiten ausgewählt (Schritt 1904).
Der Prozess legt dann sämtliche Zielknoten
für den
ausgewählten
Startknoten fest (Schritt 1906). Ein Pfad wird zwischen
dem Startknoten und jedem Zielknoten ausgewählt (Schritt 1908). Der
Prozess bestimmt dann, ob zusätzliche
Startknoten für
das Verarbeiten vorhanden sind (Schritt 1910). Sind zusätzliche
Startknoten vorhanden, kehrt der Prozess zu Schritt 1904 zurück. Anderenfalls speichert
der Prozess dann die Routing-Information, welche die Pfade innerhalb
jedes Knotens innerhalb des CBSC bestimmt, wobei der Prozess anschließend beendet
wird (Schritt 1912). Dieser Prozess wird zunächst durchgeführt, bevor
der CBSC beginnt, Anrufe zu routen. Der Prozess kann auch als Antwort
auf das Hinzufügen
zusätzlicher
Knoten gemäß der vorliegenden
Erfindung durchgeführt
werden.
-
Der
TRAM für
jedes BID wird unter Verwendung der folgenden Regeln gefüllt:
- 1. Falls VPIZelle =
Knoten (N), Routen zur Ablage
- 2. Falls VPIZelle = Knoten (Bereich
N) und ≠ Knoten (N),
Routen an Ablage innerhalb eines Frames
- 3. Falls VPIZelle = Knoten (Bereich
M), Routen an Ablage zwischen Frames,
oder
- 4. in allen anderen Fällen,
Routen an Ablage innerhalb eines Frames.
wobei:
VPIZelle der VPI der gerouteten Zelle ist;
Knoten
N der Knoten ist, in dem die Zelle derzeit angeordnet ist;
Knoten
(Bereich N) ein Knoten in demselben Frame wie Knoten N ist; und
Knoten
(Bereich M) ein Knoten in einem mit Knoten N verbundenen Frame ist.
-
Anders
ausgedrückt
wird eine Zelle zu der Ablage geroutet, wenn der VPI den Identifikator
für den
auf dieser Ablage angeordneten Knoten enthält. Ist die Ablage über den
Ring zwischen Frames mit einer anderen Ablage verbunden, dann wird
die Zelle zu einem BID-D für
den Transport entlang des Rings zwischen Frames geroutet. Ist der
Knoten auf einem anderen Frame angeordnet, der mit der Ablage, in der
die Zelle angeordnet ist, verbunden ist, dann wird die Zelle für den Transport
zu diesem Frame zu einem BID-C geroutet. Anderenfalls ist der Zielknoten in
einer Ablage in einem Frame angeordnet, der keine direkte Verbindung
mit dieser bestimmten Ablage, in der die Zelle angeordnet ist, aufweist.
In diesem Fall wird die Zelle entlang des Rings zwischen Frames
zu einer Ablage zwischen Frames geroutet, um eine weitere Ablage
zu finden, welche die Zelle zu dem geeigneten Frame routen kann.
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Somit
stellt die vorliegende Erfindung ein verbessertes Verfahren und
ein Gerät
für das
Routen von Zellen zwischen einem Startknoten und einem Zielknoten
bereit. Mit der vorliegenden Erfindung wird ein flexibles Routing-System
bereitgestellt, in dem ein Pfad zwischen dem Startknoten und dem Zielknoten
lokal von dem Startknoten bestimmt wird. Die vorliegende Erfindung
stellt den Vorteil bereit, dass keine Zwischenknoten benötigt werden,
um einen Pfad zu dem Zielknoten auszuwählen. Diese Pfade sind im Vorhinein
festgelegt. Zwischenknoten routen die Zellen basierend auf dem an
dem Startknoten ausgewählten
Pfad zu dem nächsten
Knoten. Somit ist keine Einrichtung eines Zwischenknotens pro Anruf
erforderlich, was zu einer schnelleren Einrichtung des Anrufs führt. Die
vorliegende Erfindung stellt auch dahingehend einen Vorteil bereit,
dass weniger Wartung aufgrund des im Vorhinein festgelegten Routing-Vorgangs
erforderlich ist, was die Notwendigkeit für das Überwachen von Echtzeit-Systemlast
oder Betriebskosten-Miminimierungsroutinen mit jedem Anruf eliminiert.