JP2005516476A - 可変ビットレートリアルタイムサービス用のatmアダプテーションレイヤ2の実装方法 - Google Patents
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Abstract
本発明は、まず、送信されるべきパケットを記憶する送信バッファと受信されるべきパケットを記憶する受信バッファとを設定することと、AAL2レイヤ上のデータ交換が、接続されたスイッチングノードにおける前記バッファへのポインタを交換することによって遂行され、アダプテーションレイヤ上のプロトコル処理、及びアダプテーションレイヤとアプリケーションレイヤとの間のデータ伝送が、接続された終端ノードにおける前記バッファへのポインタを交換することによって遂行されることと、音声パケットとデータパケットとが、AAL2サブレイヤ間のデータ交換を遂行し、AAL2の実装のための解決策を改善するSSSARレイヤ上で異なって処理されることとを含む、AAL2の実装方法を開示する。
Description
本発明は、移動通信分野、特に第3世代(3G)移動通信分野での可変ビットレートリアルタイムサービスのためのATM(非同期転送モード)アダプテーションレイヤ(Adaptation Layer)2の実装方法に関するものである。
第3世代(3G)移動通信製品では、ATMが全ての基本サービスを伝送すると共に、AAL2が、図1において示されるプロトコル及び階層的構造によって、音声とデータのサービスを伝送する。AAL2プロトコルは、CS(Convergence Sublayer:コンバージェンスサブレイヤ)、及びSAR(Segmentation and Reassembly Sublayer:セル分割組立サブレイヤ)を含み、かつサービスとの関係によってSSCS(Service Specific Convergence Sublayer:サービス依存コンバージェンスサブレイヤ)及びCPS(Common Part Sublayer:共通部サブレイヤ)を含む。CPSは、CPCS(Common Part Convergence Sublayer:共通部コンバージェンスサブレイヤ)及びSARを含む。SSCSは特別なサービスのために設計されているが、しかしCPCSとSARは必須である。現在、AAL2のCPSにおけるSAR処理は、先行技術における専用チップにより実装され、前記チップは、SAR処理によるATMセルへの前記適応(adaptation)によって、AAL2ミニチャンネル(mini-channel)の多重化及び逆多重化(分離)を遂行するために、CPSパケットからATMセルへのSAR処理を実現する。SAR処理によって、同じAAL2ユーザまたは異なるAAL2ユーザから同じPVC(Permanent Virtual Channel:常設(相手固定)バーチャルチャネル)上で伝送されたCPSパケットはATMセルへ多重化され、その逆の処理はレシーバで実行される。すなわち、ATMセルによって伝送されたCPSパケットは、SAR処理によってAAL2ユーザのための個々のCPSパケットへ逆多重化される。
AAL2プロトコルにおけるCPSパケットのデータフォーマットは図2に示される。CPSパケットは、CPS−PH(CPS Packer Head:CPSパッカーヘッド)と、CPS−PP(CPS Packet Payload:CPSパケットペイロード)とを含み、CPS−PHは、8ビットのCID(Channel Identifier:チャネル識別子)と、6ビットのLI(Length Indication:長さ表示)と、5ビットのCPS UUI(User-to-User Indication:ユーザ間表示)と、CPS HEC(Head Error Control:ヘッダ誤り制御)とを含み、CPS−PPは、1〜45バイトまたは1〜64バイトを備える。
ここで、
(1)CID:CIDは8ビットで、AAL2の双方向チャンネルを識別するように作られていると共に、“0”は無効を表し、“1”はレイヤ管理者間の通信に利用され、“2〜7”は予約されており、“8〜255”はSSCSで利用される。
(2)LI:LIは6ビットで、CPS−INFOフィールドの長さを示し、“0〜63”はCPS−INFOの長さが1〜64バイトであることを示す。
(CPS−INFOのデフォルトの最大長は45バイトで、CPS−INFOの実際の最大長は信号経路または管理プロセスによって決定される。)
(3)UUI:UUIは5ビットで、異なるタイプのCPSユーザを識別するために、CPSレイヤ上において、ユーザ制御情報をユーザに意識させないで転送するように作られている。
(4)CPS HEC:CPS HECは5ビットで、CPS−PHにおけるCID、LI、及びUUIによるグループの19ビットを保護することを検証するために使用される。
(1)CID:CIDは8ビットで、AAL2の双方向チャンネルを識別するように作られていると共に、“0”は無効を表し、“1”はレイヤ管理者間の通信に利用され、“2〜7”は予約されており、“8〜255”はSSCSで利用される。
(2)LI:LIは6ビットで、CPS−INFOフィールドの長さを示し、“0〜63”はCPS−INFOの長さが1〜64バイトであることを示す。
(CPS−INFOのデフォルトの最大長は45バイトで、CPS−INFOの実際の最大長は信号経路または管理プロセスによって決定される。)
(3)UUI:UUIは5ビットで、異なるタイプのCPSユーザを識別するために、CPSレイヤ上において、ユーザ制御情報をユーザに意識させないで転送するように作られている。
(4)CPS HEC:CPS HECは5ビットで、CPS−PHにおけるCID、LI、及びUUIによるグループの19ビットを保護することを検証するために使用される。
CPSレイヤ上のSAR処理の後に、CPSパケットはCPS−PDU(CPS Protocol Data Unit:CPSプロトコルデータユニット)を形成し、そのデータフォーマットは図3に示される。CPS−PDUは、8ビットのSTF(Start Field:スタートフィールド)及びCPS−PDUペイロードフィールドを含む48バイトを具備している。
ここで、
(1)OSF(Offset Field:オフセットフィールド):OSFは、STFの最後からCPS−PHまたはPADの頭までのオフセットを記憶しており、“OSF=47”はデータがCPS−PDUペイロードフィールドにないことを示し、OSFは47を超過することができない。
(2)SN(Sequence Number:シーケンス番号):SNは1ビットで、CPS−PDUのシーケンス番号である。
(3)P(Parity:パリティ):STFのための奇数パリティ、1ビット。
(4)CPS−PDUペイロードフィールド:CPS−PDUペイロードフィールドは0、1または2以上のCPSパケットに適応することができ、PADフィールドは残りの長さを構築する未使用の部分を満たすために使用され、CPSパケットは2つのCPS−PDUペイロードフィールドに読み込まれても良い。
(1)OSF(Offset Field:オフセットフィールド):OSFは、STFの最後からCPS−PHまたはPADの頭までのオフセットを記憶しており、“OSF=47”はデータがCPS−PDUペイロードフィールドにないことを示し、OSFは47を超過することができない。
(2)SN(Sequence Number:シーケンス番号):SNは1ビットで、CPS−PDUのシーケンス番号である。
(3)P(Parity:パリティ):STFのための奇数パリティ、1ビット。
(4)CPS−PDUペイロードフィールド:CPS−PDUペイロードフィールドは0、1または2以上のCPSパケットに適応することができ、PADフィールドは残りの長さを構築する未使用の部分を満たすために使用され、CPSパケットは2つのCPS−PDUペイロードフィールドに読み込まれても良い。
CPS−PDUは、ATM−SAP(ATM Service Access Point:ATMサービスアクセスポイント)によって、ATM−SDU(ATM Service Data Unit:ATMサービスデータユニット)になり、ATMレイヤ上でヘッドを加えられた時、ATM−SDUはATMセルになる。
しかしながら、専用チップによって達成された、CPSレイヤからATMレイヤまでのAAL2の多重化/逆多重化処理及びSAR処理は、SSSAR(Service Specific SAR:サービス特定SAR)及びCPCSを含む他のレイヤ上の処理の代わりに、現在のレイヤ上の処理の一部を単に遂行するだけか、または、それらはCPSレイヤ上のAAL2データの交換(switching)を達成しない。従って、チップは、AAL2リンクの中間ノードにおいてAAL2レイヤ上のAAL2のCPSパケットの交換(switching)を達成することができず、それ故に、それは実際的なアプリケーションの実際の要求を満たすことができない。
本発明の目的は、AAL2を改善するために先行技術において実装されたCPSパケットのための、AAL2レイヤ上のパケット交換及びSSSARプロトコル処理の方法を提供することである。
前記目的に到達するために、本発明による技術的な解決策は、可変ビットレートリアルタイムサービスのためのAAL2の実装方法であって、まず、送信されるべきパケットを記憶する送信バッファと受信されるべきパケットを記憶する受信バッファとを設定することと、接続されたスイッチングノードにおいて、CPSレイヤ上で処理されたCPSパケットをVC(Virtual Connection:バーチャルコネクション)の受信バッファに記憶することと、次に、前記VCのVPI(Virtual Path Identifier:バーチャルパス識別子)と、バーチャルパスのVCI(Virtual Channel Identifier:バーチャルチャネル識別子)と、パケットのCIDとに従って送信VCに対応するVPIと、VCIと、CIDとを探索することと、その後、CPSパケットが送信されるVCの送信バッファに、CPSパケットを移すこと(switching)とを含んでいる。
接続された終端ノードにおいて、音声パケットに関して、受信方向では、CPSレイヤ上で処理されたCPSパケットのヘッドを除去すると共に、VCの受信バッファに結果のペイロードを記憶し、次に、アプリケーションレイヤ(application layer)に前記バッファのデータを出力することと、送信方向では、アプリケーションレイヤが、送信されるべきデータを、送信バッファにデータを記憶するアダプテーションレイヤに転送することとを含んでいる。
データパケットに関して、受信方向では、各CID値に対応する、接続のためのSSSAR処理に対してバッファを分配すること、CPSレイヤ上で処理されたCPSパケットをVCの受信バッファに記憶すること、次に、SSSARレイヤ上で再組立を実行すること、及びSSSAR処理に対する各CID値に対応する再度組み立てられたデータパケットを前記バッファに記憶すること、その後、VCに関するデータをアプリケーションレイヤに出力することと、送信方向では、アプリケーションレイヤが、送信されるべきデータを、SSSARプロトコルに従って前記データをCPSパケットに分割し、かつそれらをVCに対応する送信バッファに記憶するアダプテーションレイヤに転送することとを含んでいる。
上記の方法で、バッファをセットし、データを交換するためにバッファを利用することによって、AAL2サブレイヤ間のデータ交換が実現され、かつAAL2の解決策を改善する、音声パケットのトランスペアレント(transparent)伝送、及びSSSARサブレイヤ上のデータパケットのセグメンテーション(分割)/リアセンブリ(再組立)の方法が提供される。
本発明によるAAL2の実装方法では、まず、送信されるべきパケットを記憶する送信バッファと受信されるべきパケットを記憶する受信バッファとを設定すると共に、前記バッファを設定することは、本発明の方法と関連する先行技術による、CPSレイヤからATMレイヤまでのSAR処理結果のデータ交換を実装することであり、前記バッファは、接続されたスイッチングノードにおいて可変ビットレートリアルタイムサービスのためのAAL2レイヤ上のデータ交換を遂行するために使用される。かつ、接続された終端ノードにおいてアダプテーションレイヤ上のプロトコル処理、及びアダプテーションレイヤとアプリケーションレイヤとの間のデータ伝送を遂行するために使用される。前記接続されたスイッチングノードはAAL2サブレイヤ間のノードを指し、前記接続された終端ノードはAAL2とアプリケーションレイヤまたはATMレイヤとの間のノードを指す。
可変ビットレートリアルタイムサービスのためのAAL2データ交換は、CPSレイヤ上で処理されたCPSパケットをVC(Virtual Connection:バーチャルコネクション)の受信バッファに記憶すること、そして、前記VCのVPI(Virtual Path Identifier:バーチャルパス識別子)と、バーチャルパスのVCI(Virtual Channel Identifier:バーチャルチャネル識別子)と、パケットのCIDとに従って送信VCに対応するVPIと、VCIと、CIDとを探索すること、その後、CPSパケットが送信されるVCの送信バッファに、CPSパケットを移すこと(switching)を含んでいる。
接続された終端ノードにおけるアダプテーションレイヤ上のプロトコル処理及び前記バッファを備えたアダプテーションレイヤとアプリケーションレイヤとの間のデータ伝送は、データパケットと音声パケットとで異なって実行される。
音声パケットに関して、受信方向では、CPSレイヤ上で処理されたCPSパケットのヘッドを除去すると共に、VCの受信バッファに結果のペイロードを記憶し、次に、アプリケーションレイヤに前記バッファのデータを出力することと、送信方向では、アプリケーションレイヤが、送信されるべきデータを、送信バッファにデータを記憶するアダプテーションレイヤに転送することとを含んでいる。
データパケットに関して、受信方向では、各CID値に対応する、接続のためのSSSAR処理に対してバッファを分配すること、CPSレイヤ上で処理されたCPSパケットをVCの受信バッファに記憶すること、それから、SSSARレイヤ上で再組立を実行すること、及びSSSAR処理に対する各CID値に対応する再度組み立てられたデータパケットを前記バッファに記憶すること、その後、VCに関するデータをアプリケーションレイヤに出力することと、送信方向では、アプリケーションレイヤが、送信されるべきデータを、SSSARプロトコルに従って前記データをCPSパケットに分割し、かつそれらをVCに対応する送信バッファに記憶するアダプテーションレイヤに転送することとを含んでいる。
もともとは、データコピーはバッファの内容を別のものと交換(switch)するために要求される。本発明の実施例では、バッファを指すポインタがセットされ、かつバッファキューに記憶されると共に、各VCは、それ自身の送信バッファキュー及び受信バッファキューを備えている。その上で、図4において示されるように、可変ビットレートリアルタイムサービスのためのAAL2のデータ交換中、受信バッファから送信バッファへCPSパケットを移す(switching)動作は、CPSパケットのCIDを探索された送信CIDへ修正し、その後、受信されたCPSパケットを記憶するバッファへのポインタと、送信VCの空のバッファの対応するものとを交換することを含んでいる。データ交換プロセス中に、CID値の修正は、VCによって受信されたCPSパケットのCID値と、VCのインデックスを備えたスイッチルーティングテーブル(switch routing table)中で探索された出力VCに対応するCID値及びインデックスとによって実行される。CPSパケットは、バッファポインタの交換によって受信バッファから受信バッファへ移され(switched)、それは処理プロセスを単純化し、CPUの占有を縮小すると共に、多量のデータの重複を回避する。各VCについては、接続が終端処理され、アプリケーションが出力かつ公開される時、接続の柔軟な構成を保証して、全ての受信及び送信バッファはダイナミック(動的)に接続される。
従来の方法がバッファの頻繁な適用及び公開あるいはデータのコピーを要求している一方、例えばアダプテーションレイヤからアプリケーションレイヤ、またはアプリケーションレイヤからアダプテーションレイヤまでのような、終端ノードにおけるデータ交換もまた、バッファポインタの交換によって実装され得る。終端ノードにおけるプロトコル処理では、アダプテーションレイヤとアプリケーションレイヤとの間のデータ交換もまた、バッファポインタの交換によって実装され得る。必然的に、交換されたバッファは異なるバッファであるが、しかし、物理的に、それらは同じものでも良い。
本発明の実施例は以下のとおりである。
終端ノードにおける音声パケットに関して、受信方向では、バッファの中のデータのアプリケーションレイヤへの出力が、VCのVPIとVCIというポインタを受信バッファに出力し、CPSパケットのCIDをアプリケーションレイヤに出力すること、及びアプリケーションレイヤからアダプテーションレイヤへの空のバッファにポインタを戻すと共に、受信バッファキューに記憶することによって実行され、送信方向では、アプリケーションレイヤからアダプテーションレイヤにデータが転送される。その後、送信バッファに記憶される動作が、アダプテーションレイヤに、送信されるべきデータと、対応するVPI、VCI、及びそれのCIDとを記憶する送信バッファにポインタを転送すること、及びアダプテーションレイヤが、受信バッファキューの空のバッファを交換するために、バッファキューに前記ポインタを記憶すること、及びアプリケーションレイヤへの空のバッファにポインタを戻すことによって実行される。
音声パケットは、通常20から30バイトだけを占め、かつAAL2プロトコルにおけるサブレイヤSSSAR上においてユーザに意識させないで転送することができる。すなわち、送信バッファへのポインタは、アプリケーションレイヤから直接得られ、その後、送信バッファへのポインタと交換されると共に、パケットヘッドが加えられ、その後送信される。
終端ノードにおける音声パケットに関して、受信方向では、バッファの中のデータのアプリケーションレイヤへの出力が、VCのVPIとVCIというポインタを受信バッファに出力し、CPSパケットのCIDをアプリケーションレイヤに出力すること、及びアプリケーションレイヤからアダプテーションレイヤへの空のバッファにポインタを戻すと共に、受信バッファキューに記憶することによって実行され、送信方向では、アプリケーションレイヤからアダプテーションレイヤにデータが転送される。その後、送信バッファに記憶される動作が、アダプテーションレイヤに、送信されるべきデータと、対応するVPI、VCI、及びそれのCIDとを記憶する送信バッファにポインタを転送すること、及びアダプテーションレイヤが、受信バッファキューの空のバッファを交換するために、バッファキューに前記ポインタを記憶すること、及びアプリケーションレイヤへの空のバッファにポインタを戻すことによって実行される。
音声パケットは、通常20から30バイトだけを占め、かつAAL2プロトコルにおけるサブレイヤSSSAR上においてユーザに意識させないで転送することができる。すなわち、送信バッファへのポインタは、アプリケーションレイヤから直接得られ、その後、送信バッファへのポインタと交換されると共に、パケットヘッドが加えられ、その後送信される。
終端ノードにおけるデータパケットに関して、受信方向では、SSSARバッファからアプリケーションレイヤにデータを出力する動作は、VCのVPIとVCIというポインタをSSSARバッファに出力し、CPSパケットのCIDをアプリケーションレイヤに出力すること、及びアプリケーションレイヤからアダプテーションレイヤへの空のバッファにポインタを戻すこと、及びSSSARバッファキューにポインタを記憶することによって実行される。送信方向では、アプリケーションレイヤからアダプテーションレイヤへデータを出力し、かつ送信バッファにデータを記憶する動作が、SSSARプロトコルに従ってバッファの中のデータをCPSパケットに分割すると共にそれらをVCの送信バッファに記憶するアダプテーションレイヤに、送信されるべきデータと、対応するVPI、VCIと、CIDとを記憶するバッファにポインタを転送すること、その後、アプリケーションレイヤへの送信バッファにポインタを戻すことによって実行される。
図5で示されるように、AAL2によって伝送されたデータパケットの長さは、通常数百バイトから数千のバイトの長さがあり、送信の間にAAL2のサブレイヤであるSSSAR上で分割及び再組立されるべきである。送信動作の間に、アプリケーションレイヤからのデータは、セグメント中の送信バッファにコピーされ、ヘッドが加えられ、その後送信される。受信されたパケットが長い場合、受信されたデータはいくつかの受信バッファに記憶され、その後、固定データバッファに順にコピーされる。同じVC上で伝送されたAAL2ユーザのパケットのCIDは異なるので、これらのパケットサービスデータは、送信の最後におけるSSSARの分割後に多くのCPSパケットを形成することになる。異なるCIDを備えたそのようなCPSパケットは、受信の最後に二者択一的に到着する可能性がある。各CPSパケットが、異なるCIDによって対応するバッファにコピーされる限り、SSSARの再組立は正確さを保証することができる。
アプリケーションレイヤの実装を単純化するために、音声とデータのパケットのためのバッファと、アプリケーションレイヤからのデータの分割、再組立、及び記憶のためのバッファとは同じサイズである。
Claims (6)
- まず、送信されるべきパケットを記憶する送信バッファと受信されるべきパケットを記憶する受信バッファとを設定することと、
接続されたスイッチングノードにおいて、CPSレイヤ上で処理されたCPSパケットをVC(Virtual Connection:バーチャルコネクション)の受信バッファに記憶することと、
次に、前記VCのVPI(Virtual Path Identifier:バーチャルパス識別子)と、バーチャルパスのVCI(Virtual Channel Identifier:バーチャルチャネル識別子)と、パケットのCIDとに従って送信VCに対応するVPIと、VCIと、CIDとを探索することと、
その後、前記CPSパケットが送信されるVCの送信バッファにCPSパケットを移すことと
を含み、
接続された終端ノードにおいて、
音声パケットに関して、
受信方向では、CPSレイヤ上で処理されたCPSパケットのヘッドを除去すると共に、VCの受信バッファに結果のペイロードを記憶し、次に、アプリケーションレイヤに前記バッファの中のデータを出力することと、
送信方向では、アプリケーションレイヤが、送信されるべきデータを、送信バッファにデータを記憶するアダプテーションレイヤに転送することとを含み、
データパケットに関して、
受信方向では、各CID値に対応する、接続のためのSSSAR処理に対してバッファを分配すること、
CPSレイヤ上で処理されたCPSパケットをVCの受信バッファに記憶すること、
次に、SSSARレイヤ上で再組立を実行すること、
及びSSSAR処理に対する各CID値に対応する再度組み立てられたデータパケットを前記バッファに記憶すること、
その後、VCに関するデータをアプリケーションレイヤに出力することと、
送信方向では、アプリケーションレイヤが、送信されるべきデータを、SSSARプロトコルに従って前記データをCPSパケットに分割し、かつそれらをVCに対応する送信バッファに記憶するアダプテーションレイヤに転送することとを含む
ことを特徴とする可変ビットレートリアルタイムサービスのためのAAL2の実装方法。 - バッファを指すポインタをセットし、かつそれらをバッファキューに記憶すると共に、各VCが、それ自身の送信バッファキュー及び受信バッファキューを備えている
ことを特徴とする請求項1に記載の可変ビットレートリアルタイムサービスのためのAAL2の実装方法。 - 可変ビットレートリアルタイムサービスのためのAAL2のデータ交換中、受信バッファから送信バッファへCPSパケットを移す動作が、CPSパケットのCIDを探索された送信CIDへ修正し、その後、受信されたCPSパケットを記憶するバッファへのポインタと送信VCの空のバッファの対応するものとを交換することを含んでいる
ことを特徴とする請求項2に記載の可変ビットレートリアルタイムサービスのためのAAL2の実装方法。 - 終端ノードにおける音声パケットに関して、
受信方向では、バッファの中のデータのアプリケーションレイヤへの出力が、
VCのVPIとVCIというポインタを受信バッファに出力し、CPSパケットのCIDをアプリケーションレイヤに出力すること、
及びアプリケーションレイヤからアダプテーションレイヤへの空のバッファにポインタを戻すと共に、受信バッファキューに記憶することによって実行され、
送信方向では、アプリケーションレイヤからアダプテーションレイヤにデータが転送され、その後、送信バッファに記憶される動作が、
アダプテーションレイヤに、送信されるべきデータと、対応するVPI、VCI、及びそれのCIDとを記憶する送信バッファにポインタを転送すること、
及びアダプテーションレイヤが、受信バッファキューの空のバッファを交換するために、バッファキューに前記ポインタを記憶すること、
及びアプリケーションレイヤへの空のバッファにポインタを戻すことによって実行される
ことを特徴とする請求項2に記載の可変ビットレートリアルタイムサービスのためのAAL2の実装方法。 - 終端ノードにおけるデータパケットに関して、
受信方向では、SSSARバッファからアプリケーションレイヤにデータを出力する動作が、
VCのVPIとVCIというポインタをSSSARバッファに出力し、CPSパケットのCIDをアプリケーションレイヤに出力すること、
及びアプリケーションレイヤからアダプテーションレイヤへの空のバッファにポインタを戻すこと、
及びSSSARバッファキューにポインタを記憶することによって実行され、
送信方向では、アプリケーションレイヤからアダプテーションレイヤへデータを出力し、かつ送信バッファにデータを記憶する動作が、
SSSARプロトコルに従ってバッファの中のデータをCPSパケットに分割すると共にそれらをVCの送信バッファに記憶するアダプテーションレイヤに、送信されるべきデータと、対応するVPI、VCIと、CIDとを記憶するバッファにポインタを転送すること、
その後、アプリケーションレイヤへの送信バッファにポインタを戻すことによって実行されることを特徴とする請求項2に記載の可変ビットレートリアルタイムサービスのためのAAL2の実装方法。 - 前記バッファが同じサイズである
ことを特徴とする請求項1、または請求項2に記載の可変ビットレートリアルタイムサービスのためのAAL2の実装方法。
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