JP2000138716A

JP2000138716A - ２つのデ―タ・ストリ―ム間をデ―タ損失なしに切り換える方法および切り換え設備

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Publication number: JP2000138716A
Application number: JP11273146A
Authority: JP
Inventors: Jan-Hinnerk Dr Reemtsma; ヤン−ヒンネルク・レームツマ; Holger Herbrig; ホルガー・ヘルブリーク; Michael Wilhelm; ミヒヤエル・ビルヘルム
Original assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel SA
Current assignee: Alcatel CIT SA; Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1998-10-08
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2000-05-16
Also published as: EP0993150A2; CN1250992A; DE19846353A1; AU5354399A; EP0993150A3; CA2284957A1

Abstract

(57)【要約】【課題】誤りを生ずることなく、特にデータ損失なし
に、内容が同じまたは類似の２つのデータストリーム
（ｄ１、ｄ２）間の切り換えを提供すること。【解決手段】２つのデータストリームの時間オフセッ
トを比較し、２つのデータストリーム（ｄ１、ｄ２）間
の時間オフセットが補償されている場合に、比較した第
１のデータストリーム（ｄ１）から比較した第２のデー
タストリーム（ｄ２）への切り換えが行われる。これを
行うための切り換え設備は、２つのデータストリーム
（ｄ１、ｄ２）の時間オフセットを比較する比較器回路
と、時間オフセットを補償する補償器（４）と、時間オ
フセットが補償されている場合に比較した第１のデータ
ストリーム（ｄ１）から比較した第２のデータストリー
ム（ｄ２）に切り換える交換装置（Ｓ）とを含んでい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、第１のデータスト
リームから、それと内容が同じまたは類似の時間的にず
れた第２のデータストリームに、切り換える方法および
切り換え設備に関する。

【０００２】

【従来の技術】

【発明が解決しようとする課題】現代の無線アクセスシ
ステムは、転送ネットワークとして固定ネットワークを
使用する。この転送ネットワークの交換ネットワークで
は、特に、移動局側において、２つの隣接する基地局間
でハンドオーバが起こった場合、データストリームが異
なる経路で到達するので、データストリームの到達時間
に相当の差異が生ずる。２つの異なった誤りのないデー
タストリーム間を切り換わるとき、特にシームレスなハ
ンドオーバ手順中に、隣接する基地局からのデータスト
リームのこの遅延差は、データ損失や重複などの誤りの
原因になることがある。

【０００３】１つのデータストリームから他のデータス
トリームへの切り換えができるように、２つのデータス
トリーム間の時間オフセットの測定をこの測定のために
生成される周期的クロック信号を使用して行ういわゆる
ヒットレス交換システムが、ＪＰ０８０６５２８２Ａか
ら知られている。この時間オフセットに対応する遅延を
設定することによって、測定時間に存在する時間オフセ
ットが将来補償され、新しいデータストリームへの切り
換えが行われる。しかし、時間オフセットがその間に変
化した場合、誤り（データ損失や重複）が起こることが
ある。

【０００４】したがって、本発明の目的は、２つのデー
タストリーム間の切り換えが誤りを生ずることなく、特
にデータ損失なしに行われる方法および設備を提供する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、この目
的は、２つのデータストリームの時間オフセットを比較
するステップと、２つのデータストリーム間の時間オフ
セットが補償されている場合に、比較した第１のデータ
ストリームから比較した第２のデータストリームに切り
換えるステップとを含んでいる方法によって達成され
る。

【０００６】本発明による方法は、高速データでのシー
ムレスなハンドオーバをデータ損失なしに可能にし、マ
クロダイバーシチ（macrodiversity）をサポートし、電
気通信、データ処理および測定技術で応用の範囲が広
い。相関のない誤りのあるデータストリームが存在する
場合でも動作し、また実時間動作に適しており、したが
ってデータストリームの実時間比較に必要なハードウェ
アの複雑さを大幅に低減することができる。スループッ
トが増大し、またデータ損失と重複が回避される。

【０００７】時間オフセットを補償する最も簡単な方法
は、他方のデータストリームより進んでいるデータスト
リームを遅延させることである。

【０００８】この方法の好ましい実施形態では、２つの
データストリームの時間オフセットをビット単位で決定
するために、２つのデータストリームをビット毎に比較
する。次いで、その結果を使用して、時間オフセットが
ゼロになるようにデータストリームを遅延させる。個々
のビットの比較は、２つのデータストリームの様々な予
め定義可能な点で行われることが好ましい。

【０００９】上記の目的は、初めに述べた種類の切り換
え設備内で、２つのデータストリームの時間オフセット
を比較する比較器回路と、時間オフセットを補償する補
償器と、時間オフセットが補償されている場合に、比較
した第１のデータストリームから比較した第２のデータ
ストリームに切り換える切り換え装置を提供することに
よって達成される。

【００１０】この切り換え設備では、この方法について
上述した利点と同じ利点が得られる。

【００１１】切り換え設備は、時間オフセットに従って
補償器を制御し、かつ時間オフセットが補償されている
場合に、切り換え動作を開始する、コントローラを含ん
でいることが好ましい。特に、このコントローラはま
た、より早く到達するデータストリームを決定すること
ができ、それによりこの先行データストリームを補償器
（遅延要素）によって遅延させることができる。

【００１２】２つのデータストリームの一方のみを遅延
すればよいので、原理的には、遅延すべき各データスト
リームが通過する単一の遅延要素を設ければ十分であ
る。しかし、切り換え設備は、それぞれの相対的な時間
オフセットをゼロにするかまたは２つのデータストリー
ム間に規定された遅延を導入する、データストリーム当
たり１つの遅延要素を含んでいることが好ましい。

【００１３】比較器回路が、それぞれ第１のデータスト
リームが供給されるｎ個のレジスタと、第２のデータス
トリームが供給される１個のレジスタと、前記ｎ個のレ
ジスタの各レジスタごとに異なるビット（例えばそれぞ
れの第ｎのビット）から始めて、前記ｎ個のレジスタを
前記１個のレジスタとビット毎に比較するｎ個の比較器
と、それぞれ比較器の各々に結合され、同じビットの数
をカウントするカウンタとを含んでいる本発明の実施形
態が特に好ましい。前記１個のレジスタの長さに対応す
る、最高カウントを有するカウンタは、２つのデータス
トリーム間の時間オフセットを表わす。評価回路は、様
々なカウントを処理して制御および監視信号中に入れ
る。しかし、このレジスタ構成では、第２のデータスト
リームが第１のデータストリームに対して遅延している
必要がある。

【００１４】第１のデータストリームが第２のデータス
トリームに対して遅延している場合もカバーするため
に、この比較器回路は、それぞれ第２のデータストリー
ムが供給されるｎ個のレジスタと、第１のデータストリ
ームが供給される１個のレジスタと、前記ｎ個のレジス
タの各レジスタごとに異なるビット（例えばそれぞれの
第ｎのビット）から始めて、前記ｎ個のレジスタを前記
１個のレジスタとビット毎に比較するｎ個の比較器と、
それぞれ比較器の各々に結合され、同じビットの数をカ
ウントするカウンタとをさらに含んでいることがある。
そのような比較器回路は、２つのデータストリームのあ
る時間の相対的な位置に無関係に動作することができ
る。

【００１５】許容されるオフセット測定範囲を変えるこ
となく、比較器とカウンタの数ならびに比較器回路の複
雑さを最小限に抑えるために、ｎ個のレジスタの各々の
前にそれぞれの遅延要素が配置される。これらの遅延要
素は、ペイロードブロック毎にのみデータストリームを
比較するために、２つのデータストリームのフレーム構
造（例えばＡＴＭセル）に従ってプログラムまたは設定
することができる。したがって、必要な比較器とカウン
タの数は、フレーム当たりのビット数−１に等しいファ
クタに減らすことができる。

【００１６】この切り換え設備は、ディジタル交換機
用、例えば非同期転送モード（ＡＴＭ）交換機用サーバ
として使用するのに特に適しており、両方のデータスト
リームが第２のデータストリームに切り換えるためにサ
ーバに迂回され、その後迂回が元に戻される。このサー
バの原理によれば既存のシステムを容易に拡張できるよ
うになる。

【００１７】サーバは交換機、特にＡＴＭ交換機の標準
ポートに接続できることが好ましい。

【００１８】本発明の他の利点は以下の説明と添付の図
面から明らかになる。本発明によれば、前述の特徴と以
下に述べる特徴は単独でまたは任意の組合せで使用でき
る。本発明の特定の実施形態を図示し説明するが、この
説明は例として行うものにすぎず、本発明の範囲の限定
するものでないことを理解されたい。

【００１９】

【発明の実施の形態】図１において、参照符号１は、ポ
ートＰ１〜Ｐ６間の様々なデータの接続を確立できるデ
ィジタル交換機（ＡＴＭ交換機）を示す。図１におい
て、ある加入者の移動局２から別の加入者の端末装置３
への接続のために、ポートＰ１からＰ３へのデータの接
続を仮定する。Ｐ１は移動局２が位置するセルを受け持
つ基地局ＢＳ１に接続され、Ｐ３は端末装置３が接続さ
れる公衆交換通信ネットワークＰＳＴＮに接続される。

【００２０】移動加入者が基地局ＢＳ１のあるセルから
基地局ＢＳ２のあるセルへ移るとき、すなわち移動アク
セスネットワーク内でハンドオーバが起こるとき、移行
期間中に同じ内容を有する２つのデータストリーム、す
なわちＰ１に加えられるデータストリームｄ１と基地局
ＢＳ２からＰ２に到達する新しいデータストリームｄ２
が交換機１に存在する。これらの２つのデータストリー
ムは異なる経路、したがって異なる伝達遅延で、ポート
Ｐ１とＰ２に到達する。

【００２１】この場合、交換機１の制御ノードＣＮに、
ハンドオーバが起こったこと、したがって２つの入力ポ
ートＰ１、Ｐ２と出力ポートＰ３が影響を受けることを
知らされる。その結果、２つのデータストリームｄ１、
ｄ２が、サーバＡＳ（シームレスなハンドオーバ用アシ
スタントサーバ）（図２）の形をとる切り換え設備に、
すなわちポートＰ４とＰ５からサーバＡＳのポートＡＳ
Ｐ１とＡＳＰ２を通して、迂回される。通常位置がＳ１
にあるスイッチＳを経て、サーバＡＳ内のデータストリ
ームｄ１は、ポートＡＳＰ３に転送され、ポートＰ６を
通して出力ポートＰ３に転送される。同時に、交換機１
内のＰ１とＰ３の間の直接接続が開放され、サーバコン
トローラＳＣが２つのポートＣＴＲを通して交換機１か
らおよびサーバＡＳから必要な制御情報を受ける。

【００２２】２つのデータストリームｄ１、ｄ２が供給
されるサーバコントローラＳＣは、２つのデータストリ
ームｄ１とｄ２の間の時間オフセットを測定する比較器
回路を含んでいる。測定された時間オフセットに従っ
て、時間オフセットを補償するために、先行するデータ
ストリームの経路に補償器４の遅延Ｔ１またはＴ２が設
定される。この補償器４は、サーバコントローラＳＣ用
のデータタップの前にある。比較器回路が、もはや時間
オフセットを示さない場合、サーバコントローラＳＣ
は、スイッチＳを位置Ｓ２に切り換える。すると比較さ
れたデータストリームｄ１の代わりに、比較されたデー
タストリームｄ２がＰ３に転送され、このデータストリ
ームｄ２への切り替えがデータストリームｄ１と同期し
ているので、データ損失は全く生じない。

【００２３】次に、調整に必要な遅延要素Ｔ１またはＴ
２の遅延が、キャンセルされる。サーバコントローラＳ
Ｃは、データストリームの調整がうまく完了したことを
交換機１に知らせる。これに応答して、制御ノードＣＮ
が、交換機１でポートＰ２とポートＰ３の間の直接接続
を確立し（図３）、同時にポートＰ４、Ｐ５とＰ６を経
由する接続の確立を解除する。スイッチＳは、通常位置
Ｓ１に復帰する。

【００２４】並行したハンドオーバを処理するために、
ポートの多重／多重解除機能を利用することができる。
その場合、サーバコントローラＳＣ内の比較器回路、補
償器４およびスイッチＳを、それに応じて増加しなけれ
ばならない。

【００２５】サーバコントローラＳＣの一部を形成する
比較器回路は、それぞれデータストリームｄ１とｄ２が
供給される２つのレジスタ、１つは長さＮのレジスタ、
１つは短い長さ（＜Ｎ）のレジスタを備える。一方のレ
ジスタ（短い方）の各セルの内容を、他方のレジスタの
Ｎセルと比較することによって、比較したデータストリ
ームｄ２と比較したデータストリームｄ１の間の時間オ
フセットをビット単位で決定できる。比較器回路が、相
互相関の最大値を決定するように設計される場合には、
相関のない誤りのあるデータストリームの比較も可能で
ある。

【００２６】データストリームのビットごとの比較を行
うそのような比較器回路５の一実施形態を図４に示す。
比較すべきデータストリームｄ１とｄ２は、異なる長さ
のレジスタに供給される、すなわちデータストリームｄ
１はレジスタＲ１ａ〜Ｒｎａに、データストリームｄ２
はレジスタＲａに供給される。レジスタＲ１ａ〜Ｒｎａ
の各々の後には比較器６およびカウンタＣ１ａ〜Ｃｎａ
があり、個々のカウントは評価回路ＥＣによってカウン
トされる。比較器６内では、ｎ個のレジスタＲ１ａ〜Ｒ
ｎａは、例えばまずそれぞれの第ｎのビットから始め
て、レジスタＲａとビット毎に比較され、関連するカウ
ンタが、同じビットの各々の数をカウントする。言い換
えれば、比較器の各々は、２つのデータストリームｄ１
とｄ２を様々なビットオフセットで比較する。個々のカ
ウンタのカウントは、２つのデータストリーム間の所与
の時間オフセットまたはビットオフセットでの肯定的な
比較の数に対応する。

【００２７】評価回路ＥＣは、様々なカウントを処理し
て、サーバコントローラＳＣ用の制御および監視信号Ｓ
ＩＧに入れる。有限の測定期間後、例えば１ビットのデ
ータオフセットで、このオフセットに割り当てられたカ
ウンタは、この例ではカウンタＣ２ａが最高の結果を示
す。したがって、このカウンタは、ビットで表された２
つのデータストリーム間の時間オフセットを表わす。測
定された時間オフセットに従って、データストリームｄ
１、ｄ２は、時間オフセットを補償するかまたはデータ
ストリーム間の規定された遅延を導入するために、上述
の遅延要素Ｔ１、Ｔ２によって遅延される。レジスタＲ
１ａ〜Ｒｎａの数ｎは、測定すべき２つのデータストリ
ーム間の時間オフセットまたはビットオフセットよりも
大きくなければならない。

【００２８】いま説明した例の制限事項は、データスト
リームｄ２がデータストリームｄ１に対して遅延する場
合にのみ比較器回路５が機能することである。データス
トリームｄ１が、データストリームｄ２に対して遅延す
る場合もカバーできるように、図５に示される拡張した
比較器回路７は、図４にも現れる比較ブランチａの他
に、追加の比較ブランチｂを含んでいる。比較ブランチ
ａと異なり、比較ブランチｂでは、データストリームｄ
２はレジスタＲ１ｂ〜Ｒｎｂに供給され、データストリ
ームｄ１はレジスタＲｂに供給される。比較ブランチａ
の場合と同様に、２つのデータストリームの比較は、比
較器８とカウンタＣ１ｂ〜Ｃｎｂを使用して行われ、そ
のカウンタＣ１ｂ〜Ｃｎｂは、共通の評価回路ＥＣで評
価される。したがって、この比較器回路７は、２つのデ
ータストリームｄ１とｄ２の相対的な位置と無関係に動
作する。

【００２９】比較器６、８とカウンタＣｎａ、Ｃｎｂの
数ｎならびに比較器回路５、７の複雑さを、許容された
同じ遅延測定範囲で、最小限に保つために、各レジスタ
のブランチａ、ｂは、比較器連鎖に接続されない追加の
遅延要素ＴＰを有する。これらの遅延要素ＴＰは、デー
タストリームｄ１とｄ２の知られているフレーム構造
（例えばＡＴＭセル）に従ってプログラムできる。これ
はＡＴＭセルの例によって説明することができる。デー
タストリームｄ１の第１ビットは、データストリームｄ
２の、第１ビットに対応するか、または少なくとも４８
×８ビット＝３８４ビット（すなわち１ペイロードブロ
ック後）後のビットに対応する。したがって、その場合
２と３８３ビット間のビットオフセットを評価すること
はほとんど意味をなさないであろう。したがって、比較
器とカウンタの数はフレーム当たりのビット数−１に等
しいファクタに減らすことができる。

【００３０】これらのプログラム可能な遅延要素ＴＰの
代わりに、フレームの長さに従ってレジスタＲ１ａとＲ
ａまたはＲ１ｂとＲｂへの供給を阻止する単一のプログ
ラム可能なカウンタを使用することができる。

【００３１】本発明による方法は２つのデータストリー
ムが同期する場合にも実施できる。さらに本発明は３つ
以上のデータストリーム間の切り換えにも使用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の基地局から移動局へのデータ接続が存在
している初期状態における切り換え設備を有する本発明
の一実施形態の概略ブロック図である。

【図２】移動局と第２の基地局の間の第２の並行するデ
ータ接続が、第１のデータ接続に一時的に構築されてい
るハンドオーバ段階における図１の切り換え設備を示す
図である。

【図３】第２のデータ接続への切り換えの後の最終状態
における図１の切り換え設備を示す図である。

【図４】２つのデータストリーム間の時間オフセットを
決定する比較器回路の第１の実施形態の概略ブロック図
である。

【図５】比較器回路の第２の実施形態の概略ブロック図
である。

【符号の説明】

１ディジタル交換機２移動局３端末装置４補償器５、７比較器回路６、８比較器Ｓスイッチｄ１、ｄ２データストリームＣＮ制御ノードＡＳサーバＳＣサーバコントローラＴ１、Ｔ２遅延要素ＥＣ評価回路ＲａレジスタＴＰ遅延要素ＳＩＧ制御および監視信号ＢＳ１、ＢＳ２基地局ＣＴＲ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５、Ｐ６ポートＰＳＴＮ公衆交換通信ネットワークＳ１、Ｓ２位置Ｃ１ａ、Ｃ２ａ、Ｃｎａ、Ｃ１ｂ、Ｃ２ｂ、Ｃｎｂカ
ウンタＲ１ａ、Ｒ２ａ、Ｒｎａ、Ｒ１ｂ、Ｒ２ｂ、Ｒｎｂレ
ジスタＡＳＰ１、ＡＳＰ２、ＡＳＰ３ポート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ミヒヤエル・ビルヘルムドイツ国、71665・フアイヒンゲン／エー・エン・ツエツト、ビルヘルムシユトラーセ・16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のデータストリーム（ｄ１）から、
それと内容が同じまたは類似の時間的にずれた第２のデ
ータストリーム（ｄ２）に切り換える方法であって、２
つのデータストリーム（ｄ１、ｄ２）の時間オフセット
を比較し、２つのデータストリーム（ｄ１、ｄ２）間の
時間オフセットが補償されている場合、比較した第１の
データストリーム（ｄ１）から、比較した第２のデータ
ストリーム（ｄ２）への切り換えが行われることを特徴
とする方法。
【請求項２】他方のデータストリームより進んでいる
データストリームが遅延されることを特徴とする請求項
１に記載の方法。
【請求項３】２つのデータストリーム（ｄ１、ｄ２）
がビット毎に比較されることを特徴とする請求項１また
は２に記載の方法。
【請求項４】個々のビットの比較が、２つのデータス
トリーム（ｄ１、ｄ２）の様々な予め定義可能な点で行
われることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】特に請求項１から４のいずれか一項に記
載の方法を実施するために、第１のデータストリーム
（ｄ１）から、それと内容が同じまたは類似の時間的に
ずれた第２のデータストリーム（ｄ２）に切り換えるた
めの切り換え設備であって、２つのデータストリーム（ｄ１、ｄ２）の時間オフセッ
トを比較する比較器回路（５、７）と、時間オフセット
を補償する補償器（４）と、前記時間オフセットが補償
されている場合に、比較した第１のデータストリーム
（ｄ１）から比較した第２のデータストリーム（ｄ２）
に切り換える切り換え装置（Ｓ）とを特徴とする切り換
え設備。
【請求項６】時間オフセットに従って補償器（４）を
制御するコントローラ（サーバーコントローラＳＣ）を
特徴とする請求項５に記載の切り換え設備。
【請求項７】他方のデータストリームより進んでいる
データストリームが補償器（４）によって遅延されるこ
とを特徴とする請求項５または６に記載の切り換え設
備。
【請求項８】補償器（４）が、各データストリーム
（ｄ１、ｄ２）用の少なくとも１つの遅延要素（Ｔ１、
Ｔ２）を含んでいることを特徴とする請求項５から７の
いずれか一項に記載の切り換え設備。
【請求項９】比較器回路（５、７）が、それぞれ第１
のデータストリーム（ｄ１）が供給されるｎ個のレジス
タ（Ｒ１ａ、…Ｒｎａ）と、第２のデータストリーム
（ｄ２）を供給される１個のレジスタ（Ｒａ）と、前記
ｎ個のレジスタ（Ｒ１ａ、…Ｒｎａ）の各レジスタごと
に異なるビットから始めて、前記ｎ個のレジスタ（Ｒ１
ａ、…Ｒｎａ）を前記１個のレジスタ（Ｒａ）とビット
毎に比較するｎ個の比較器（６）と、それぞれ比較器
（６）の各々に結合され、同じビットの数をカウントす
るカウンタ（Ｃ１ａ、…Ｃｎａ）とを含んでいることを
特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の切り
換え設備。
【請求項１０】比較回路（７）が、それぞれ第２のデ
ータストリーム（ｄ２）が供給されるｎ個のレジスタ
（Ｒ１ｂ、…Ｒｎｂ）と、第１のデータストリーム（ｄ
１）を供給される１個のレジスタ（Ｒｂ）と、前記ｎ個
のレジスタ（Ｒ１ｂ、…Ｒｎｂ）の各レジスタごとに異
なるビットから始めて、前記ｎ個のレジスタ（Ｒ１ｂ、
…Ｒｎｂ）を前記１個のレジスタ（Ｒｂ）とビット毎に
比較するｎ個の比較器（８）と、それぞれ比較器（８）
の各々に結合され、同じビットの数をカウントするカウ
ンタ（Ｃ１ｂ、…Ｃｎｂ）とをさらに含んでいることを
特徴とする請求項９に記載の切り換え設備。
【請求項１１】ｎ個のレジスタ（Ｒ１ａ、…Ｒｎａ、
Ｒ１ｂ、…Ｒｎｂ）の各々の前に遅延要素（ＴＰ１、…
ＴＰｎ）が配置されることを特徴とする請求項９または
１０に記載の切り換え設備。
【請求項１２】ディジタル交換機（１）用のサーバ
（ＡＳ）として使用され、第２のデータストリーム（ｄ
２）に切り換えるために、両方のデータストリーム（ｄ
１、ｄ２）がサーバ（ＡＳ）に迂回され、その後迂回が
元に戻されることを特徴とする請求項５から１１のいず
れか一項に記載の切り換え設備。
【請求項１３】サーバ（ＡＳ）が、ディジタル交換機
（１）、特にＡＴＭ交換機の標準ポート（Ｐ４〜Ｐ６）
に接続されることを特徴とする請求項１２に記載の切り
換え設備。