TW411678B - A method and apparatus for the adaptive control of forward error correction codes for transmission over communication channels - Google Patents

Description

411678 a7 ______________B7 五、發明説明（） 發明領域： 本發明係關於有效且可信賴的封包或單元為基底之 訊息的傳輸’例如幀（frame)中繼站，SS#7，ISDN，網際 網路或非同步傳輸模式（ATM)為基底之訊息，且經由無 線連結。更特別的是，本發明乃有關於結会了單元為基 底之ATM格式化資料和封包為基底之幀中繼站，SS#7， ISDN和網際網路格式化之資料以便在通訊通道上傳輸的 正向糾錯碼的可適性控制方法與設備。由於本發明可應 用在所有先前型式的傳輸格式，為提供本發明有效之揭 露’文字描逑和最佳模式，較佳之具體實施例將針對aTM 格式作為範例。 發明背景： 有許多種方法可經由寬頻整合服務數位網路 來傳輸訊息’利用多種有關於非同步傳輸模式（ATM)協 定，幀中繼站方式’ ISDN，網際網路和SS#7之傳輸方 式。ATM方式為較佳實施例之範例，最初由一個稱作國 際電話和電報諮詢委員會（CCITT)之囷體所研究。此團體 現在稱作國際電信聯合電信標準部門（ITU-TSS)，其研究 一種新型式之ISDN將可以彈性調節大量的通道並能夠 在很快的速率下移轉大量之資料。在研究之終了，此委 員會決定採用ATM作為B-ISDN之主要移轉方式。ITU-TSS現在定義為ATM之寬區域網路（WAN)標準。 ATM為一可以傳送53個八位元組封包（或稱為單元） 本紙乐尺廋適川十囤國家榡準（CNS ) Λ4規格（2)0><297公釐） A7 B7 411678 五、發明説明（ 之訊息經由網路從一通訊元侔到另一個通訊元件之傳送 模式。此53個八位元組由48個八位元組資料訊息所組 成’並稱為載量，且5個八位元組為表頭訊息（包括路由 訊息）。表頭和資料訊息必需加以組織成為單元，使得當 單元被填滿之後，在5 3個八位元組之開放槽可利用時則 可送出這些單元》 雖然ATM基底之傳輸’開關，和網路技術已經應用 在寬頻整合服務數位網路（B-ISDN)並依靠光纖來傳輸， 但在無線通訊網路中結合ATM基底技術之實行仍有許多 困難。這些困難包括了 ATM基底網路和開關依賴多種高 速界面的事實。這些高速標準界面包括了 〇C-3(155 Mbit/s) ’ OC-12(622 Mbit/s)和 DS3(45 Mbit/s)。然而， 只有很少的ATM某底之網路和開關支援低速界面，例如 T1 (1 ·544 Mbit/s)和可程式化速率之rs-449界面< 結果’用於無線通訊中之界面只有少數之界面可以 支援相當低之傳輸速率（小於1 Mbit/s到8 Mbit/s)。雖然 商業用之衛星和無線解調器利用一 RS-449可程式化速率 界面來支援這些低速之傳輸速率，但在無線環境中利用 傳統之界面仍無法實行ATM基底技術，因為大部分之 ATM通訊乃經由高速資料界面來傳輸。 另一個在無線通訊網路中實行ATM基底技術之困難 點為ATM基底之協定依靠相當低的位元誤差率之事實， 其一般為光纖基底之網路。例如，ATM協定假設傳輸介 質具有非常低的位元組誤差率（BER)( ΙΟ·12)且位元誤差隨 第5頁 本纸张尺度適/1]中1¾國家榇準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ---------装------訂------良 先閱讀背而之注意事項再頊巧本?5二 if: 部 Ψ ί； 消 印 ί: 41167S at B7 ---- --------— 一一 ' 一" ------------ 五、發明説明（) ~~一~~ 機發生。 對照之下’結合了無線通訊之位元誤差率相當的古 (在1〇-3到1〇·8之等級）且傾向依大氣之情況而變動。另 外，結合了無線通訊之誤差傾向於較長之脈衝中發生。 因此，在無線網路中必需應用建全的誤差修正計劃，以 便實行atm基底技術。 除了上面所討論的困難之外，在無線通訊網路上有 另外一個重要的限制且並不會加在以陸地為基底之光纖 網路。此限制之事實為在無線網路中的頻寬的成本比光 纖網路要高得多。在光纖網路中已由慣例所實行之結果 是，ATM基底技術在其傳輸頻宽之利用中並不是特則有 效率。因此，假如ATM基底技術在無線網路中實行，其 必需達到頻寬之較有效的利用。 傳統上，無線和衛星通訊系統利用正向糾錯（FEC) 瑪，例如Viterbi代碼和Reed-Solomon代碼，以改善無 線和衛星連結之位元誤差特性’因為這樣的連結本質上 雜訊很大。無線或衛星通訊連結之品質因為不同之大氣 條件如下雨，起霧和下雪而有不同。 使用FEC代碼產生的一個問題是它們會降低某些百 分比的有效頻寬。此降低的程度和所選的特殊代碼及此 代碼的等級有關。舉例來說，一 1/2等級之Viterbi代碼 消粍了有效頻寬之5 0 %。通常’此代瑪根據最差之情況 選擇一連結且固定於此連結。雖然固定編瑪簡化了特殊 誤差校正計劃之設計和實行’但它會產生很嚴重的有效 第6夏 本紙乐尺度诚州中四阀家標卑（CNS ) Λ4规格（210X297公釐） "先閱讀背而之注意亨項再本刃 在. -a 411678 A7 —w_. B 7 __ ..— 1 •…_ ___ -_____________________—------- 五、發明説明（） 頻寬之損失。 面對此相同的問題之其它的主要存取界面包括了利 用TCP/IP或其它的LAN協定（ISDN和SS#7)和網際網路 協定之”幀中繼站"系統（對LAN互連和網際網路存取）。 類似於ATM之考慮和利用其它的這些界面之交通傳輪有 關，如同在衛星/無線網路上經由幀中繼站，ISDN/SS#7 和網際網路交通傳輸所例舉的，雖然已知技術中某些差 異已為人所知。 例如，和ATN1單元不同的，幀中繼站，ISDN/SS#7 和網際網路乃利用可變長度之封包。因此，用來在衛星/ 無線終端之間通訊的幀格式乃加以安排以便有效地傳送 可變長度的封包a 如同美國專利臨時申請案序號60-052,359中所解釋 的（在此為本發明之參考文獻），幀中繼站系統在二個通 訊終端之間利用一建全的，彈性的幀格式，使得數個可 變尺寸的分段封包（Spacket)在幀中傳輪，且也使得單一 分段封包在數個幀之上加以載運^而且，幀之格式容許 快速的同步化和編碼訊息之交換β每個幀包含了用於誤 差权正及加強衛星/無線連結之品質的Reed-Solomon(RS) 檢查位元組。幀之中RS檢查位元組之數目可在傳送時加 以改變，而不會有任何資料之損失，以補償連結情況之 變化。在一幀之中改變RS檢查位元組之決定以連結品質 之固定監視為基礎。數個幀也在衛星/無線連結上傳輸之 前插入’以幫助分散在數個幀之上脈衝誤差之效應，這 _ 第7頁 ^ 阄家掠D CNS ) Λ4规格（210X297^ ) — ~ --— ---------装------訂------象 (兑先聞讀背而之注意事項4"巧本頁) 411678 A7 Β7 一一--------- -------------------------------------- 五、發明説明（） 呰都可由幀中之FEC而加以校正。 而且，虛擬通道（VC)可架構成能夠作資料壓缩，其 意謂著屬於VC之分段封包通過資料磨縮/解壓縮組合以 節省頻寬。VC也可架構成高或低優先度之vc和調度程 式，且利用此訊息在衛星/無線連結上清楚地傳輸各種不 同的分段封包。為了減低由低優先度封包在低位元率連 結之傳輸時所導入之較大的延遲，及由等待調度之高優 先度封包所經歷之延遲’分段封包容許大封包分段成數 個較小的分段封包。由高優先度封包所經歷之延遲實質 上降低了。如此也使得壓縮和解壓縮模組有效的實施。 利用分段封包之幀中繼站配置在無線網路中也要面 對有效利用頻寬的問題。因此，假如幀中繼站（分段封包） 為基底之技術要在無線網路中實行，其必需達到頻寬更 有效的利用。相同的目的也應用到ISDN/SS#7傳輸且它 們通常使用TCP/IP協定。然而，在先前技術中並未見到 這些目標之問題解決方法。 美國專利號碼5,568,482乃有關於低速率無線電連結 系統和為了 ATM傳送所設計之方法。此系統乃根基於和 非無線ATM基底之資料傳輸系統相容之資料協定。資料 協定結合了幀格式，容許ATM單元在低速，高雜訊連結 下傳輸。然而，此資料協定為嚴密的且並不成為部分的 或壓縮的單元。類似地，參考文件無法調節彈性資料載 量或彈性的正向糾錯碼來作誤差修正。 第日頁 本紙张尺.度迖圯t囤國家找牟（<：邓）八4規格（210乂297公楚） ----------^------iT------'" (旬1閱讀背面之注意事項再填巧本頁'-' 中

| j .1 f A ίrP 411678 -一一-------- 五、發明説明（ A7 B7

MlBL目的及怵 本發明克服了上述所提到的在無線通訊網路中，由 提供了—傳送於通訊通道之正向㈡錯碼的可適性控制之 方法，進而結合了實行單元或封包為基底之技術的胡題。 較有利的是，本發明之可適性編碼計劃可由可適性 地控制正向糾錯碼而在寬廣之大氣條件範圍下提供了生 產量之改善。所發明之可適性編碼計劃極適合單元或封 包轉移，特別是atm，幀中繼站，網際網路和isdn/ss#7 為基底之技術。 依照本發明’所發明之可適性計劃可以合併在主要 界面中做為傳送於通訊通道之正向糾錯碼的可適性控制 之方法，其連接主要界面到遠方的界面。 本發明之方法包括計算位元组誤差率結合了由主要 界面經由通訊通道從遠方的界面所接收之通訊信號的步 驟’和根據位元組誤差率決定了正向糾錯碼的正向糾錯 碼之長度。正向糾錯碼之長度依照該位元組誤差率而改 變。此方法也包括經由通訊通道傳輸正向糾錯碼長度到 遠方的界面之步驟。 較有利的是，正向糾錯瑪可能為Reed-Solomon代碼 及/或Viterbi代碼。另外’通訊通道可為衛星或無線通 訊通道。 依照本發明，在一主要界面中也提供了傳送於通訊 通道之正向糾錯碼之可適性控制的裝置’其連接了主要 界面刻遠方的界面上° 第9頁 標皁（CNS ) Λ4規格(2I〇X29V>f ) (#尤閲讀背面之注意事項再填充本頁' 裝 訂 ;ίί t A f|'ί: 411678 〜 ..發明説明（ Λ7 B7 i包括了計算位元!且誤差率並結合捉遠方的 和根：通訊通道由主要界面所接收之通訊償號的震置 度&兀組誤差♦決定正向刘冑碼之正向列錯碼之 化。，裳置。正向到錯碼之長度依該位元組誤矣率而有 此袈 在通訊通道上傳送正甸糾錯碼表 威"封包 此裝置也包括了 到遠方的界面之裝置 ,正如在這裏所使用的，項目•，單元（cem 〃 =可以互換並意謂著兩者皆為固定大小的單元， 兀’且一可變大小之封包，例如分段封包， 代表所有或者—部分之幀中繼站封包。 例如 乃定 本發明之特徵，概況和優勢如參考下面之插述， vji ·, . 又申請專利範圍，和所附之圖形後將更容易瞭解， 中： 第1A圖顯示了實行本發明之界面。 第1B圖顯示了相當於本發明之一部分界面。 第2圖顯示了例舉之幀格式包括依照本發明之可適性 制的正向糾錯碼。 第3圖顯示之範例表格應用在和本發明之·^適性編碼 劃互相連接，且包含了和BER之倒轉值相當的 向糾錯碼長度值。 第4圖顯示了例舉之裝置結合了本發明之可適性編瑪 第10頁 本純.尺度3¾用中网國家標準（CNS ) Λ4规格（2】〇x297公楚） ----'—^----衷------訂------良 ("1先閱讀背而之"意事項4"""本頁) Α7 Β7 4ΐ1$7δ 五、發明説明（） 劃。 誚"閱讀背而之注意事項再硝·r,'r本頁 第5圖顯示之流程菌包括相當於本發明之可適性編碼計 劃的方法步驟° 第6A圖例舉了幀中繼站系統之高層次配置。 第6B圖例舉了用於械中繼站系統中之分段封包中的範 圍。 第6C国例舉了適合於+貞中繼站系統之衛星/無線+貞結構° 訂 圖號對照說明_L· 10 ATM開關 20 ATM開關 25 陸地的或衛星的速結 90 最大調變解調器或CSU/DSU 100 最大調變解調器或 CSU/DSU 115 幀組譯程式 120 編碼器 125 交錯器 130 解除交錯器 135 解碼器 140 幀反組譯程式 2 10 交錯幀 1000 DSE/E3線性界面 1010 ATM單元處理器 1020 緩衝器 1030 Reed-Solomon 編碼器 1040 交錯器RAM 1050 序列界面 1060 解除交錯器RAM 1070 Reed-Solomon 解碼器 1017 處理器RAM 1015 微處理器 500 計算位元組誤差率 510 決定正向糾錯碼長 第11頁 木紙张尺度適用中If囤家標率（CIS’s ) A4規格（2】Ox 297公嫠） 411678 A7 B7 部 十 η ΪΙ t 五、發明说明（ 520 傳送新的正向糾錯碼長度 2000 幀中繼站實體和資料連結層處理 2100 優先器/VC識別碼分段處理器 2210 每一 VC佇列 23 00 調度程式 2400 資料壓縮器 2500 衛星/無線幀處理器 2502 衛星/無線幀處理器 2600 資料解壓縮器 2700 再組譯及再排序處理器 2800 傳送佇列 發明詳細說明： 在此所揭露的較佳實施例中，本發明之主題乃包含 在非同步傳輸模式（ATM)為基底之技術的一個方向中， 並和傳統的ATM為基底之技術和無線通訊網路之間合併 成一界面。此界面可幫助在無線通訊網路中以ATM為基 底之通訊的傳輸《然而，此界面也可幫助在陸地為基底 之網路上以ATM為基底之通訊傳輸。這樣的界面稱作一 ATM連結加速器（ALA)。然而，在相關技藝中其中一項 普通的技術將認可類似的結構可以適用在幀中繼站， ISDN和其它單元或封包為基底的傳送系統。 本發明乃為傳送於通訊通道上之正向糾錯碼之可適 性控制的裝置和方法。較為有利的是，如同較佳實施例 中所見的’正向糾錯碼可以和ATM為基底的格式化資料 結合。本發明之主題包含了 ATM為基底之技術的一個方 向’且加以發展並合併到傳統的atm基底之技術和無線 笫12頁 本纸?‘4尺度逑;〇屮阀國家標牟（) Λ4規格（ 21 297公趋） ---I------裝------訂------泉 (誚先閔讀背面之注意事項再磧巧本頁〕 411878 A7 B7 部 十 -火 j'； ；? <ί ή =H 0' 五、發明説明 通訊網路之間的ALA界面。偏界面的發展是為了在無 線通訊網路中幫助ATM為基底之通訊的傳輸。然而，此 界面也可以幫助以陸地為基底之網路上以ATm基底之通 訊傳輸。上面所提到之界面稱作ATM連結加速器（ala^ 第1A圖描窝了界面5和7在一陸地或衛星連結Μ 上各自提供了 一裝.置來互相連接標準的ATM開關1〇和 2〇，以便提供ATM基底之應用較高品晳的服務且提供傳 輸連結頻寬較有效的利用。 ATM開關1〇和20可合併成包括了電腦3〇，4〇，5〇 和60，及LAN路由器70和80的區域網路15和18。界 面5和7可經由調變解調器90和1〇〇連接到陸地或衛星 的連結25，並實行上面所討論的rS_449可程式谏盔尿 面。另外，一多工器’一通道服務單位（Csu)或一數位服 務單位（DSU)可用來代替調變解調器。 第1B圖類示了有關於本發明之界面ho的一部分。 此部分110包括一幀组譯程式115依照一特定的格式形 成通訊信號的傾，一編瑪器120產生一正向糾錯碼（也就 是區塊碼）並包含在每個幀中作為賴之誤差校正，及一交 錯器125可將一群單獨之幀交錯以便分散經過每個幀之 脈衝誤差。 界面110也包括了 一解除交錯器130可以將經由傳 送連結所接收之已交錯的幀加以解除，以便提供一群單 獨之幀，一解碼器135將每個幀之正向糾錯碼解碼，以 便提供幀之誤差校正，及一幀反組譯程式140將幀分離 第131 本纸张尺度遲別中闽國家標率（C'NS ) Λ4規格（2!〇x297公釐） ---------11------訂------泉 {-'先閱讀Jtn面^"意事^再螭荇本頁〕 411678 A7 B7 五、發明説明（ 成其組成之部分，其可你^ J能包括例如壓縮atm單元之 基底之單元或封包。

aTM 有利的是，每個里士、± 早疋夂表頭及資料部分可加以 以增加無線通訊連社土士 七 逐… < 有效頻寬。每個幀都可以有 地和ATM單元及/或 娣由麇 4 了變尺寸的封包打包起來’ i^w 賡縮 ί ji -1 f: 合竹 〜j 巴打巴：¾个 縮之ATM單元所如+ 、 早兀所组成。另外，ΛΤΜ單元之一部分 變尺寸（封包可包含在一蛸中使其有最佳化效率。 憤接著加以編碼以便提供誤差校正。依照本發明’ 若依照接收連結中所傾測到之位元誤差的數目，利用外 適性編碼以便在即時基礎上決定正向誤差校正之通當 量。因此，假如所接收到的訊息具有很高的品赏’則"Γ 配置減少的位元作為資料校正之用。 以此方式，為了量測到之連結品質，因此可以 正確數目之編碼’且此訊息可以連續的傳送到遠方 面。一旦此遠方的界面接收到此訊息，它可以在所有後 績傳送的悄來改變幀格式以包括所需的較少或較多的編 碼位元組。 本發明之可適性編碼計劃特別適合衛星和無線通 訊。然而’本發明也同樣適合有關於陸地為基底之通訊。 所發明之可適性編碼計割將在下面加以詳細描述。 例舉之械格式包括了正向糾錯碼並依照本發明加以 可適性控制，現在將參考第2圖加以討論。第2圖中所 示的每個幀200相當於在WAN連結上一基本的傳送單 元。每個幀200也為固定尺寸的幀，其為^個八位元組 遽择 的界 (动先開讀背;&之.：*意事^-^^^本\^ 菸· ΪΤ 泉 第14頁 ^认尺庶这川小围國家摞準（CNS ) Λ4規格（21〇χ2Μ公釐） 01 «11678 A7 —-------—__________________________B7 五、發明説明（) — 之長度。 {銘先閱讀背韵之注意事項再功."本頁) 假如利用交錯方式，則丨個幀用來組成_ ”交錯幀 210。此交錯的技術將交錯幀中位元組之順序再安排， 並且在WAN連結上依序傳送每個位元組。然而在幀結 構之中並沒有利用特殊之同步位元。 一例舉之幀220為n位元組長且包括一幀表頭23〇 ’ —資料載量240 ,和一正向糾錯碼25〇 ’正如第2圖中所 不'表頭23 0為兩個八位元組長。資料載量24〇具有可 變之長度並和正向糾錯碼250之大小有關。如上面所說 的，資料載量240可包含部分或完全固定大小之ATM單 疋242和244和可變大小之封包的組合（此封包並未顯示 出來’並可能包含一或多個壓縮之ATM單元或某些其它 的資料）。 正向糾錯碼2 5 0的長度相當於八位元組之倍數（例 如，正向糾錯碼之長度=2t，t>0) β較有利的是，Reed_ Solomon編碼檢查位元組可提供作為區塊碼250。然而， 也可以利用其它形式之正向糾錯碼，例如Viterbi編碼。

Reed-Solomon編碼已經在下面的文章中詳細的討 論 ’ The Application of Error Control to Communications" > IEEE Communications Magazine » E. Berlecamp等人，第25冊，第4號，1 987年四月，44-57 頁，在此則列為參考文件。 上面所提到的幀表頭230由數個攔位所構成。一例 舉之幀表頭260包括第一到第四的四個欄位262，264, 第15頁 本紙张X.度追用十闯國家標牟（CNS ) Λ4規格（210X2P公釐) ~ 4^678 A? B7 五、發明説明（ A ii 而 .1 ί/ί f： 合 ί\ 卬 ΐ· 266和268。第一個欄位262包含變數COUNT，其定義 了在幀中完全的ATM單元之數目，包括任何跟隨完全的 ATM單元之部分的ATM單元。第二個欄位264包含變 數SIZE，其定義了在資料載量中的空間配置給包含在内 的一第一部分的ATM單元。舉例來說，變數size可設 定為等於保留給第一部分的ATM單元之八位元组除以 四 。 第三個欄位266包含變數fraMENUM，其定義了幀 數目。幀數目的範圍從0-7且週期性的重覆。 最後’第四個欄位268包含了變數CODING，其定 義了以傾數目為基底之對應的正向糾錯碼250的方向。 舉例來說’假如FRAMENUM的數值等於零，則第四個 欄位268(或編碼攔位）代表了八位元組之數目之建議值， 此值乃保留給正向糾錯碼250之用。 如上面所述的，正向糾錯碼250可依照Reed_s〇1〇m〇n 編碼而產生。另外，正向糾錯碼250也可以Viterbi編碼 為基底而產生。假如利用Reed-Solomon編碼，則包括在 幀數目0之中的幀表頭之編碼欄位208代表了 Reed_ Solomon八位元組之數目的建議數值除以2,其所接收之 界面應該利用在其本身的傳送上。 Reed-Solomon編碼以檢查位元組之形式加以實行， 並由標準Reed-Solomon演算法而產生，此演算法乃以位 元组之幀的大小和包括在相對的幀之中檢查位元組之數 目為基礎。 第16頁 本紙张尺度诚州中囵阐家標準（rNS ) Λ4規格（2丨〇X29?公釐） 誚先閱讀背面之"意事^‘再楨(-本頁) .故·

*1T 泉 411878 Λ7 Α7 Β7 ™—------------------------------------__—— _____ 五、發明説明（） ~~ 假如接收到的界面並没有和其所接收之位元流同步 發生，編碼攔位268則設定為預定之數值（例如，〇xF)。 依照本發明’編碼棚位268不可以假定為零，因為其相 當於無效的數值。 假如FRAMENUM之數值等於1，則編碼欄位268最 不重要的位元設定為1以代表ATM單元表頭壓縮演算法 已經被啟動之事實。假如FRAMENUM之數值等於2或3, 則編碼欄位269要設為零，除非如下所述的利用Vherbi 編碼。 假如FRAMENUM之數值大於3 <則編碼棚位268設 定之數字為正向糾錯碼八位元组之數目的函數，傳送界 面將利用其本身之傳送能力以下一個數字為零之憤開始 傳送。 本發明之可適性編碼計劃現在將詳細的敘述。較有 利的是’可適性編碼計劃利用通訊連結之變化的品質， 由改變正向糾錯碼來符合實際的通訊連結之品質。 舉例來說’在晴朗的天氣時’代碼長度依照所發明 之可適性編碼計劃動態的降低，因此正向糾錯碼消粍較 少的頻寬且可得到更多的頻寬給使用者應用a對比之下， 在下雨天時，代碼長度依照所發明之可適性編碼計劃而 增加’因而改善了通訊連結之品質。 所發明之可適性編碼計劃由演算法加以執行，並即 時量測通訊連結之品質’以所量得之品質為底選擇最適 當的正向糾錯碼長度，並在通訊連結之兩倒改變正向糾 __________ 第 17 頁 本紙从規格（2“公釐「~ '—--- β------ir------" ("先閱讀背面之注意事項再Μϊνν本I ) ilU78 ' A7 ^_________—___________________B7 五、發明説明（ ) 一~ 一 〜 錯碼長度。 所發明之可適性編碼計劃也結合了創新技術以便在 同步之方式完成Reed-Solomon編碼改變，因此在棘換程 序時不會有使用者資料的漏失。 依照所發明之可適性編碼計劃，進來的通訊連結之 no質在接收界面加以連續的測量（例如，Α τ μ連結加速 器），其稱為主要的界面《然而，直到接收界面和遠方的 界面所傳送的進來的位元流同步之後才開始測量。通訊 連結品質之測量以包括在界面之中的解碼器所校正的位 元組誤差之數目為基底》 一旦測量完成之後，主要界面為了所量得之通訊連 結之品質而計算適當的正向糾錯碼之數量。接著，主要 界面儲存計算的正向糾錯碼並傳送此訊息到遠方的界 面。 在遠方的界面接收到此訊息之後，它傳送的信號依 照主要界面所提供之訊息，包括一具有或多或少之正向 糾錯編碼位元組之正向糾錯碼。舉例來說，上面所提到 的第2圖中的幀格式可加以改變以包括或多或少的編碼 位元組，以便為了所有從遠方的界面所傳送的随後之幅。 如上所述的，利用一特別的同步化演算法和所發明 之可適性編碼計劃連接，使得接收界面可以在適當的時 間作出相當的改變。同步化之程序可以確保沒有幀會在 正向糾錯碼改變時漏失掉。由於同步化之需求，所發明 的可適性編碼計劃只可以用在包括兩個界面之間的回馈 _________ 第18頁 I纸认尺度遶 標枣（CNS_) Α4 規格) 1一·'—^^ n - - 111 n n m - _I ----I- - —i ϋ I - > 丁--- Is— n n u II {誶先閱讀背面之注意事項再楨朽本頁〕 411678 A7 B7 n; ill 叫. 屮 ν')； il ：!i f: 合 五、發明説明 路徑之通訊連結。 在界面未達到同步化之時，界面設定其接收器和其 傳送器之正向糾錯碣數值為最大值以假定最糟之情況（也 就是說，通訊信號在最嚴酷的氣候下傳送）。在幀之中載 量和正向糾錯碼糊位之間的邊界（參見第2圖之元件240 和250)加以適當的設定以反應正向糾錯碼已假定為最大 值的事實。 在主要界面達到同步化之後，其決定了遠方的ala 是否也達到了同步。舉例來說，遠方界面之同步化可經 由評價幀編號〇之幀表頭230的編碼欄位266是否包含 一正確的代碼數字而確定。假如編碼爛位的確包含一正 確的代碼數字，則主要界面會使得可適性編碼演算法啟 動，如下面所描述的。 在兩個界面都同步化之後，主要界面初始化兩個變 數，一個是BER，代表結合了通訊連結之位元組誤差牵， 另一個是MINBER，其代表了一界面所假定之最小位元 組誤差率和特別的通訊連結互相結合。位元誤差率幾乎 等於BER除以8。舉例來說，BER可設定為菩於1 〇-3， 且MINBER可設定等於715827880-1。 接著，主要界面在變化之間隔時間，例如1秒鐘， 來執行下面之計算》起初，將計算間隔之中在主要界面 中所包含的正向糾錯解碼器所做成的全部校正數 (NERRORS)除以在計算間隔之中所接收到的全部位元組 數（NBYTES)，主要界面可因而計算現在之位元組誤差率 第19頁 本紙张尺政4川十闽阐家椋準（CNS ) Λ4规格（210X 297公釐） ---------裝------訂------泉 (邡先閱讀背面之注意事^4硪衿本頁} 411678 A7 ____ ____________ _ B7_ 五、發明説明（） ~~~~ (CURRBER)。然而，變數（NERRORS)不可以假定為〇, 因為如此則變數CURRBER就會無法定義；因此，在此 特殊的例子中假如NERRORS真的為0，則為了計算上之 目的應將其設為1。 最好是在計算變數值CURRBER之前，才假定變數 NERRORS至少有第一預定之最小值。舉例來說，第一預 定最小值可為8。 假如NERRORS小於最小值，則最好變數NBYTES 要比較小的第二和第三預定最小值要大—些。例如，第 二和第三預定最小值可各自為變數BER和MINBER其中 之一的函數。更明確的是，第二預定最小值至少要有 4*BER」，而第三預定最小值至少要有2 + BER-1。 假如變數NBYTES和NERRORS並沒有假定其相對 之最小值*則變數CURRBER之計算應該要稍做延遲以 等待更多資料的累積。 一旦變數CURRBER之值已經過計算，則下一個變 數值BER也跟著加以計算。此數值將定義傳送到遠方的 界面之建議的正向糾錯碼之大小。下一個變數值BER將 以變數BER和CURRBER之現值為基底而加以決定。 另外’下一個變數值BER可依照多個公式之一而加 以計算’這些公式乃以相同之變數CURRBER和BER之 相對的現值為基底而選擇的。例如，假如變數CURRBER 之現值大於變數BER.之現值，則變數ber之下一個數值 將依照下列之公式而計算： 第20頁 ik张尺度^川巾围國象7標象i (NS ) Λ4規格（2SOX 297公f )~ ~ {"先閑讀背|&之!1意事項再螭{>;本頁 装. -訂 41ί678 Α7 Β7____ 五、發明説明（） BER = 4 / (BER-W^CURRBER·1)。 另外，假如變數CURRBER之現值小於變數BER之 現值的預定分數，則變數BER之下一個數值將依照下列 之公式而計算： BER=1 / (BER i + SS^CURRBER·1)。 最後，假如變數CURRBER之現值落在變數BER的 預定分數和現值之間，則變數BER之下一個數值將依照 下列之公式而計算： BER=8 / (7*BER-1 + CURRBER i) 〇 上面之公式乃用來計算變數BER之下一個數值，其 可以有效的以軟體方式利用整數來完成，並只要維護BER 和CURRBER之倒數值在1和232之間的整數即可。 依照所發明之可適性編碼計劃之一個方向，變數BER 之平均值可依照變數BER和CURRBER之相對值而加以 計算。假如變數CURRBER之數值大於變數BER之現值， 則當變數BER之下一個數值完成計算之後，變數BER之 平均值的決定只考慮最近所計算之變數BER的數值。 然而，當變數CURRBER之值小於變數BER之現值 的預定分數時，則當變數BER之下一個數值完成計算之 後，變數BER之平均值的計算只考慮變數BER之先前計 算中的較大值。以此方式，則所發明之可適性編碼計劃 可以因為BER的變壞而更快速的反應，或者因為BER的 改善而較缓慢的反應。 —旦變數BER的下一個值已經過計算，則正向糾錯 第21頁 才、紙ifi尺度述用中阀國家標準（CNS ) Λ4%格（210X 297公釐） *U678 A7 _______ B7 • ·ι ，丨"U··，— 五、發明説明（） 瑪之適當的長度可以根據此值而加以選擇。另外，如上 面所討論的，正向糾錯碼的適當長度可用變數BER的平 均值為基礎而加以選擇》 假如正向糾錯碼相當於Reed-Solomon編瑪’則正向 糾錯碼之長度可由存取包括BER值之倒數和以下列所敘 述之方式而得之相對的正向糾錯碼長度值所組成之表格 而加以選擇。舉例來說，當械之楨編號為〇時’正向糾 錯碼之長度可在上面所述並結合第2圖之格式化幀之編 碼欄位之中傳送。然而，實際上所傳送的數值為正向糾 錯碼除以2的長度。 一範例表格CODET ABLE在第3圖中描繪出來。在 CODETABLE中每次的輸入都有兩個欄位·· BER數值之 倒數和檢查位元組中 Reed-Solomon代碼之長度。此 CODETABLE以軟體完成並作成等於變數TABLESIZE之 輸入數目的陣列。此陣列以變數CODEINDEX作為索引， 並設定為0。 起初’陣列之第一輸入項之欄位包含BER值之倒數 乃加以存取’然後查看計算之BER值的倒數是否和儲存 在陣列中的BER值的倒數相同。假如變數CODEINDEX 之值小於變數TABLESIZE，且儲存為陣列之下一個輸入 項之BER值的倒數大於或等於所計算的BER值之倒數， 則CODEINDEX接著增加。然而，假如變數CODEINDEX 大於0且儲存在陣列之先前輸入項之BER值的倒數小於 或等於所計算之BER值的倒數，則變數CODEINDEX加 ________第22頁 本纸张尺度違用十网阄家標準（（’NS ) A4規格（2Ι()ϋ7公 ---------装------訂------泉 A7 B7 411678 五、發明说明 以減少。 一旦所計算之BER值的倒數符合儲存在陣列中作為 輸入項之BER值的倒數並相當於CODEINDEX之值，則 相對之Reed-Solomon代碼的長度可從表格中選擇出來。 儲存在CODET ABLE中已經導出的數值假定位元誤 差為脈衝式並具右平均脈衝長度為64及酿衝誤差密度在 一脈衝的20 %之内。對隨機的位元誤差情況來說，由於 CODETABLE之導入而產生的誤差很小。然而，事實上 也可導出另一個類似的表格且做為不同的情節。 數值和代碼選擇演算法設計成存在有適當的磁滯 量。因此’假如計算的BER之倒數值接近起始值，則演 算法不會很快的選擇在啟始值周圍之交替值。 另外’儲存在CODETABLE中之數值已經導出使得 在Reed-Solomon校正之後的網路連結品質為ι〇-ι〇<數 字l〇-】G代表了 ATM單元由於非可校正之位元誤差的損 失對整個單元數之比率》儲存在CODETABLE中之數值 已經導出使得0 _ 5分貝之邊緣量内建在連結品質測量中。 因此，即便連結信號雜訊比降了 0.5分貝，連結品質仍會 維持在10-10。因此，應用時所經歷之實際品質大部分的 時間都要比10-IG還要好。上面所提到的表格也可修改成 Viterbi編碼，或者是Viterbi和Reed-Solomon代碼的組 合。以此觀點，基本的演算法仍然是相同的。然而，表 格之每個輸入結合正向糾錯碼長度值相當於ViterM和 Reed-Solomon代碼兩者和BER數值之倒數結合在一齊。 第23頁 ---------β------IT-------^- (讀先閱讀背而之注意事項wt靖^7本'幻：}

屮 λ η A 本紙认尺度退硐中阀( CNS ) ( 2!^X 297^^ ) A7 B7 1 ·—一 .· ____________- - 一_ -- - 五、發明説明（） 舉例來說，Viterbi代碼可以選擇成相當於比率1， 比率7/8，比率3/4和比率1/2之Viterbi代碼β在修正 之CODETABLE中’每個輸入的實際數值所導出的方式 類似於CODETABLE只結合了 Reed-Solomon之代碼長 度。雖然對c〇DETABLE之數值並未指示出來’ 20個第 一組（將近）輸入可使用比率1之Viterbi代碼。20個第二 組（將近）輸入可使用比率7/8之Viterbi代碼。20個第三 組（將近）輸入可使用比率3/4之Viterbi代碼且20個第四 组（將近）輸入可使用比率1/2之Viterbi代碼。當然，另 外的Viterbi代碼組也可增加進來。 值得注意的是Reed_s〇lom〇n代碼值對每個Viterbi 代碼比率來說可不加以指定。假如 Viterbi和 Reed-Solomon代碼相當於計算之BER值的倒數，則當新的代 碼比率選擇之後，Viterbi代碼值和Reed-Solomon代碼 值兩者乃傳送到遠方的界面上。舉例來說，當第2圖中 其幀數目為3時，Viterbi代碼比率可在第2圖中所顯示 之幀的編碼欄位中傳送。

Viterbi代碼變化可使得接收之調變解調器喪失資料 同步化，並因而也產生了相對之界面中幀同步化的喪失。 在這樣的例子中，在Viterbi代碼改變之後，接收之界面 不應改變其接收到的Viterbi和Reed-Solomon代碼比率 數秒鐘（例如’四秒鐘）。傳送的界面應該也要類似地保 持其Viterbi和Reed-Solomon代碼相同的時間長度，即 便其偵測到遠方的裝置已喪失同步化。每個接收到之賴 _____________第 24 頁 本紙張尺/i il： W '丨’1Ϊ國.家標率（CNS ) Λ4規格（210x 297公楚）… -- —I—----------- — n T H ί _______ -1°Ji. ι"先閲讀背面之注意事項再楨ί"本頁) A7 B7 411678 五、發明説明（ 之編碼爛位值其幀數目為〇的皆加以監視。假如在編瑪 欄位中所包含的數值為有效的且和現在於幀中所傳送的 數值不同時，則在下一個較低數目之傳送幀中（例如，具 有幀數目4-7)，在幀表頭中的編碼欄位將包括一新的數 值’相當於將在未來利用之Reed-s〇l〇mon代碼長度，並 從幀數目為0之下一個幀開始。 正向糾錯碼長度或Reed-Solomon代碼長度之新數值 將依照第5圖中所示的步騍加以計算。 例舉之主要界面之一部分的結構將本發明具體化乃 結合了第4圖且在下面加以討論。

一 DSE/E3線性界面1000接收輸入資料，包括來自 ATM開關之ATM單元（未顯示出來）。然而，另一個線性 界面可用來調節不同的標準，例如幀中繼站和 ISDN/SS#7〇ATM單元處理器1010從界面1〇〇〇接收ATM 單元。 ATM單元處理器1010抽取了所接收之任何ΑΤΜ單 元之一部分，以便決定誤差是否出現在ΑΤΜ單元之表頭 之中。ATM單元處理器1〇10接著輸出任何ατμ單元之 剩餘者（沒有其誤差校正部分）到RAM緩衝器丨〇2〇，並在 微處理器1015之控制之下，以作為本發明 疋又幀的組譯程 式。一 RAM 1017乃提供給微處理器1〇15。 微處理器1015以上面所描述之方式形成幀。然而， 每個幀之資料載量乃儲存在ram緩衝器 Ψ。另外， 微處理器1015增補一幀表頭到每個幀之资 只竹載量上。資 .---------装------訂------泉 ("先閱讀背而之注意事項再功，V?木71:) ίν 部 中 λ r, j； ίί f 第25頁 本紙尺度適用十囤囤家榡準（CNS ) Λ4規格 (210X29?公楚） 411678 Α7 Β7 部 Ί' .火 .1 ：H ΐ 合 η 卬 五、發明説明（ 料載量也可包括壓縮ATM單元之封包。 接著’幀表頭和每個幀之資料載量從RAM緩衝器 1020 輸出到 Reed-Solomon 編碼器 1〇30 上。Reed-Solomon 編碼器1 030增補多個檢查位元組到每個幀，以便在接收 裝置作幀之誤差校正。 一交錯器RAM 1040在微處理器1015之控制下接收 Reed-Solomon編碼器1 030之輸出，以便在上面所描述 的方式中形成一交錯的幀。跟隨著交錯的程序，交錯的 幀接著由交錯器RAM 1040輸出到序列界面1050以作為 例如經由調變解調器在WAN上傳送到接收裝置上。 雖然例舉之主要界面的元件使得本發明具體化已經 和資料之幀組合連結起來加以描述，此裝置也提供了元 件作為這些幀之分解之用。 特別的’例舉之主要界面提供了解除交錯器RAM 1 060’以便將交錯幀解除交錯。解除交錯之操作在微處 理器1015之控制下而發生。一旦交錯之幀已經由解除交 錯提供了單一 ψ貞’每個單一 φ貞將送到Reed-Solomon解碼 器1070’其移除了 Reed-Sol〇mon檢查位元組並校正了 中貞之任何位元誤差。然而’假如Ree(j-Solomon解碼器1〇7〇 無法校正此幀，則在幀中所有的資料將被捨棄。 微處理器1 0 1 5執行和所發明之可適性編碼計劃結合 的演算’其監督了每個接收到之幀其幀數為〇之編碼攔 位之值。假如包含在編碼欄位中的數值為有效的，且和 現在於幀中傳送之數值不同，則於下—個傳送的幀具有 第26頁 本紙张尺度述州中阁國家標準（rNS ) Λ4规格（21〇>(297公楚 ---------装-------訂------泉 {討先閱讀背面之注意事項洱峭艿本頁) 411678 A7 B7 h • ·,> ίΤ: 部 屮 κ 义:j ί/； f： A ί 卬 五、發明説明（ 較低幀數目（例如，4-7)中，在幀表頭中編碼欄位將包括 一新數值，其相當於未來幀中將會使用之Reed-Solomon 代碼長度’且從具有幀數目為〇之下一個幀開始。 正向，糾錯碼長度或Reed-Solomon代碼長度之新教值 將依照第5闺中所示的步驟加以計算。 最初，在步驟500中，微處理器1015將計算位元組 誤差率，結合經由通訊通道由主要界面所接收之通訊信 號，例如從遠方的界面以衛星為某底之WAN »在步驟5 1 0 中’微處理器1015以位元组誤差率為基底決定了正向糾 錯碼之正向糾錯碼長度。正向糾錯碼長度依位元組誤差 率而改變。 接下來在步驃520中，微處理器1015控制主要界面 經由通訊通道傳送新的正向糾錯碼長度到遠方的界面。 雖然幀仍會以 Reed-Solomon代碼傳送且具有舊的 Reed-Solomon代碼長度值直到下一個具有幀數目為7之 幀加以傳送，則下一個幀具有幀數目為0且此後所有的 中貞將利用新的Reed-Solomon代碼長度加以傳送。 另一方面，例舉之主要界面傳送新的正向糾錯碼長 度值可加以修正從遠方的界面所接收到的值，使得在完 成任何代碼改變之前使其位於某些結構化之最小和最大 值之内。 —旦幀已經依照R e e <1 - S ο 1 〇 m ο η代碼加以校正，所校 正之幀由Reed-Solomon解碼器1070輸出到RAM緩衝器 微處理器1015也做為本發明之反组譯程式，其將 本紙张尺度逍州屮闽_家標皁ί CNS ) Λ4規格（210X29?公釐） ---------Λ------訂 (讀先閲讀背1&之注意事項再磧片本冗) mm A7 1,1 —"—— B7 五、發明説明（） ~~ 每個由Reed-Sol〇m〇n解碼器1〇7〇校正過之賴輸出加以 反組澤’並依照幀之幀表頭中所提供的訊息將每個螭之 資料載量分離成其單獨的元件⑼如，ATM單元及/或封 已）然而’任何包括在帕中的封包在任何額外程岸執行 前應該解壓縮成ATM單元。 ATM單元接著輸出到ATM單元處理器ι〇ι〇，其將 誤差校正訊息附加到每個ATM單元之表頭上。atm單 元之後從ATM單元處理器1〇1〇輸出到線性界面丨〇〇〇 上。線性界面1000輸出ATM單元到一 ATM開闞(未顯 示出來）。 雖然一例舉之主要界面已結合第4圖和第5圖在上 面加以討論，主要的和遠方的界面事實上是相同的。遠 方的界面和上面所討論的有關於主要的界面之接收到之 通訊信號的處理有相同之操作。 由於界面之較佳實施例顯示了 ATM之實行，對於熟 悉此技術之人員來說，其應可瞭解本發明也可以在其它 之單元和封包為基底之系統中實行，例如幀中繼站系統。 第6A圖為幀中繼站系統之高階描述，其完成械中繼 站處理以便有效的在無線/衛星連結上傳送賴中繼站封 包。此系統可以完成下列事項： •在實體層和資料連結層作幀中繼站處理 *資料之格式化（可變長度之封包，分段和再级譯，再排 序） •動態正向誤差編碼 第28頁 本纸张尺度速用个阀國家榡準（CNS ) Λ4規格（公釐） (謂先閲讀背面之;i意事項^硝，">^万 -装. ，丁 -'° 泉 411678 A7 B7 ______ -—----------- — -1— --- 五、發明说明（） ~~~ 〜 •幀之交錯（以散佈脈衝誤差之效應） 閱讀背而之注意事項再硪5vNV-n. •每一 VC資料壓縮 •優先級及調度 .表頭壓縮 在第6A圖中所見的系統中所執行之不同功能的高階 描述中’ Η形之左邊為私人的/公共的㈣中繼站網路且 右邊為衛星/無線連結。 所例舉之系統利用-建全的，彈性的悄格式於兩個 通訊終端之間，其容許數個可變大小之Spacket(分段封 包）在一幀中傳送，也容許在數個幀上攜帶單一分段封 包。而FI幀格式也容許快速之同步化及編碼訊息之交換。 每個幀包含Reed-Solomon檢查位元組以作為誤差校正並 增強衛星/無線連結之品質。在一幀中Rs檢查位元組之 數目可在傳送中改變而沒有資料之損失，以便補償變化 之連結情況。而決定一幀中RS檢查位元組之變化乃以固 定之連結品質的監測為基礎。數個幀也在衛星/無線連結 之傳送之前加以交錯，以幫助在數個幀上散佈脈衝誤差 之效應，所有的幀都可由幀中之FEC加以校正。而且， 虚擬通道（VC)可配置成能夠做為資料之壓縮，其意謂著 屬於VC之分段封包可通過資料壓縮器/解壓縮器之組合 以節省頻寬。VC也可配置成高或低優先次序之VC，且 調度程式接著利用此訊息以便清楚地在衛星/無線連結之 上傳送不同之分段封包。 於操作中，一私人的或公共的幀中繼站網路提供了 第29頁 本纸乐尺度iMl·丨，阀國家標率（CNS ) A4規格（2IOX297公t ) 411678 A7 B7 — ------— --------一 —一匪, .. ...... _ _______^ 五、發明説明（） 幀中繼站封包給幀中繼站實體及資料連結層處理區塊 2000，其中它們乃如同ITU中所建議的Q.922(對幀中繼 站之連結存取程序）加以接收並處理。實體層處理類似於 任何HDLC資料流之處理。這是大部分之幀中繼站存取 裝置（FRAD)中所實行之處理β 從陸地的網路所接收之幀中繼站封包由載量資料和 一 CRC欄位和幀之開始和結束旗號所組成。幀中繼站之 處理移除了旗號和CRC欄位且只在衛星連結上傳送幀中 繼站封包之載量部分。CRC和旗號訊息在接收端重新產 生並在其傳送到陸地的網路接收側之前加到封包上。 在優先器/VC識別碼/分段處理器2100中，可變長 度幀中繼站封包乃分成數個較小的封包稱作分段封包。 分段封包容許封包之有效的調度屬於多個優先級並損失 較少的資料壓縮。第6Β囷例舉了分段封包中不同的欄 位，其内容量提供了分段封包之有效處理，正如下面所 述。 為了避免高優先級封包（例如聲音和影像）由於低優 先級封包的處理和傳送產生令人無法忍受的延遲，屬於 兩優先級封包之分段封包可在來自低優先級封包之單獨 分段封包傳送之後才傳送，因此減小了高優先級封所經 歷的延遲變化。此技術極有效地減小了延遲變化且就所 關心的延遲變化來說，衛星/無線網路之效能比陸地上網 路要好。因此’當每個幀中繼站封包分成一或多個分段 封包’除了最後一個分段封包外所有的分段封包長度皆 _______，第 30 頁 本紙张尺度鸿州中ft]國家梯i ( CNS ) Λ4規格（公楚) --------

fv"先閱讀背雨之注意事項丙Μ巧本S V—* ，·=" <It678 五、發明説明（ A7 B7 --- 為 位元组。假如所開始的幀中繼站封 整數体66紅1 ^ ^ Λ η ^ ^ 後—個分段封包之長度也可以是 _ 組。接著分段封包以第6Β圖中所示的預先加上 / 包°封包所屬之通道的虛擬通道（VC)識別碼。而 表頭也提供了 & ’此 、封包和順序號碼。封包號碼因為每個 幀中新的 包而增加。順序號碼因為幀中繼站封包 的每個分段封包而增加。有關於封包之優先級和封包是 否壓縮的訊息乃局部的加轉持1有此類的訊息用來 執行分段’再組譯，資料壓縮，解壓縮，丨先級和調度。, 最後欄位&不了分段封包是否為幀中繼站封包之最後的 分段封包。假如它是’則在接收終端B寺，幀中堪站封包 可於陸地的連結之上再組譯及傳送。 不同欄位之大小可留給系統設計者自行斟酌。vc識 別碼的欄位可以是幀中繼站封包中整個vc搁位之太小， 或者指定於表頭壓縮參數中的大小。封包數目和順序數 目之大小也留給系統設計者。，，最後欄位，，只是單一位元 而已β載量之大小由總開銷和系統之性能之間交換而決 定的。假如載量大小非常低’總開銷將非常高，但系統 之延遲變化之性能將非常好。假如載量大小設定在較大 值’則延遲變化之性能將較差’但總開銷將較低。因此， 載量之大小和設計者所能容許之總開銷，及系統之規格 性能有關。 接著，屬於不同的VC之分段封包之佇列乃加以儲 存並由每一 VC或優先級佇列2201和2202中之調度程 第31貫 本紙张尺度適州屮搜國家標羊（CNS ) Λ4規格（210X297公釐） Λ------訂------良 (讀先間讀背面之注意带項再iA艿本頁) 屮 -!h 而 f- fr ί: «ίβ78 Α, ___ ___ Β7 五、發明説明（） 式利用。在優先級佇列之例子中，高優先級佇列2201和 低優先級佇列220 1乃加以維護，且每個優先級件列中的 單元在FIFO基礎上傳送。 仵列之較佳方式為每個VC都有佇列，並指定高或 低優先級’且接著儲存屬於每個VC並在其相對件列中 之單元。在這些每一 VC佇列中之單元也在FIF〇基礎上 傳送以保持佇列之完整性。 調度程式2300在衛星連結上傳送屬於不同之優先級 或VC之分段封包。調度程式設計成在一優先級内和優 先級之間的VC都是公平的。假如分段封包要壓縮，則

將其送到資料壓縮器2400。調度程式2300利用不因VC 之所有的優先級訊息且意欲在調度分段封包時公平化。 —個簡單的調度演算法為在循環演算法之基礎上處理所 有的高優先級每一 VC佇列，且接著在循環演算法之基 礎上處理所有的低優先級每一 v c彳宁列，調度器之另一 個選擇為每"η"個高優先級單元至少傳送一個低優先級單 元。如此可確保侵先級之間某種程度之公平性。另一個 選擇為在優先級中利用加權的循環調度演算法從每一 VC 佇列傳送單元’加權反應了 VC已經預約的頻寬。此調 度演算法嘗試公平地調度不同的VC。

屬於一 VC之分段封包若已經被指定要壓縮的則在 資料壓縮器2400中壓縮"要達到最少損失之資料壓縮， 壓縮和解壓縮歷程在每個η分段封包都加以重置，其中 η為一可配置的參數。對於FEC，連結則在每個低BER ______ 第32頁 本紙張尺度適财酬家榇单（CNS_)_ Λ4規^ ( 2Ι0χ;7公漦) --- ---------装-------訂------泉 (部'先閱讀背面之注意事項再功E本πο ΐ Α7 Β7 411678 五、發明説明（ 時加以維護。假如分段封包真的毁壞了，則歷程之重置 可確保η個分段封包以後並不會受到影響。 最後’壓縮的或未壓縮的分段封包乃提供到一衛星/ 無線幀處理器250 1，其結合分段封包到幀中以便在衛星/ 無線連結時傳送。此幘結構已設計成可幫助快速的幀同 步化’數個可變大小封包之調節，失去的幀之快速復原， 非常低之頻寬總開銷，及在編碼速率改變轉換時沒有產 生资料損失之動態Reed-Solomon編碼改變。第6C闺顯 示了幀格式。 在衛星/無線連結之上傳送的基本單位為固定大小的 幀，且為η八位元组的長度。假如使用〖之交錯深度， 則I個如此之幀組成一"交錯幀"。交錯器將交錯幀中之 位元組次序再配置並在衛星/無線連結上依序傳送每個位 元組。應該注意的是在此梢結構之中沒有特別的同步化 位元。 每個幀為η位元組長度且由下列項目所組成： -一 2八位元組之表頭 -跟隨著幀載量，及 -最後由Heed-Solomon編碼之檢查位元组之2t八 位元組（t>0)所終結。 ----------在------訂------乳 〈"先閱讀背面之注意事項再螭巧本頁) ί/; f 印 第33頁 本紙乐尺度追用中闼國家摞擎（CNS ) Λ4規格（210X297公嫠） 411678 A7 B7 五、發明説明（

Ji -T ；/； f：· ii Ιί 卬 ί:

CountO 在幀中分段封包之數目。 假如任一個數目包括最後之分段封包時， 則並不包括第一個分段封句。 SizeO 查帕中第一個部分分段封包之大小除以4。 FrameNum 幀之數目 每個幀乃依序標號0,1...7 〇，.. 編碼 假如FrameNum > 3，編碼欄位代表從下一 個幀數目0開始將使用之Reed-Solomon八 位元組/2之數目。注意〇為編碼攔位不正 確的數值。 假如FrameNum == 〇，編碼欄位代表其它地 方將做為其本身之傳送之Reed-Solomon八 位元組/2之數目的建議值。假如編碼欄位 值為OxF，則此值意指傳送端並未和其接收 位元流同步化。注意0為編碼欄位不正確 的數值。 假如FrameNum == 1，假如分段封包表頭壓 縮在傳送端啟動時，編碼欄位最不重要之 位元為1，否則為0。其它搁位之位元乃保 留作未來之用。 假如FrameNum為2或3 ’編碼欄位應該設 定為0的值。 第34貫 本纸乐尺度ίιΜΗ，®國家標準（CNS ) A4规格（210X297公尨） ---------装------訂------泉 t'«"閱讀背而之注意事項#邛巧本頁) ittm Λ7 B7 五、發明説明（） 載量包含了數個可變大小之封包的組合（此封包可包 含壓縮的或未壓縮的分段封包 將幀載量填入分段封包之規則為： 1. 假如在載量之末端，先前傳送之幀包含部分的分 段封句則現在所傳送之幀載量以此分段封包之 下一個部分開始。此部分應消耗掉最少（43)!size0， 載量大小）八位元组之載量，其中size 3 〇。此部 分分段封包之實際大小可能最大到三個八位元組 並小於4*size〇，在此例中多餘之八位元組可以填 上零。 象 2. 在初始部分的分段封包區段之後，載量包含了 CountO之分段封包，其中c〇unt〇 $ 〇。假如最後 的分段封包無法完全包含在載量中，則只有其初 始部分包括在載量之中。每個分段封包之前為1 八位元組長度（以八位元組為單位）之欄位，之後 才是分段封包之内容。欄位長度包含了分段封包 之位元組大小- 3. 假如在載量中還賸有任何八位元組，則第一個這 樣的八位元組應該包含零。其餘之八位元組，如 果還有的話，則依序填上i，i+1，i + 2，…，之數 字’其中i為載量中第一個這樣的八位元組之八 位元組數目（載量中的八位元組隱含的編號為〇， 1，…）。 從這些規則中可以見到一幀載量可包含數個分段封 _______ 第35頁 本紙张尺度过國家榡準（CNS ) Λ4規格（210X 297公H ' 411678 A7 B7 五、發明説明（ 包且此分段封包可在一個以上之幀上傳送。沒有分段封 包之幀包含載量中之順序〇，1，2，...。如果需要的話可 將分段封包分成兩個以上之幀。 此幀結構設計容許由對應的改變載量大小但保持固 定之幀大小而動態的改變Reed-Solomon代碼大小之可能 性。例如’假如由於幀中過度的位元誤差使得接收器，，損 失"了一個幀’則sizeO攔位容許就在下一個幀上作快速 分段封包邊界之決定。在第6C圖中所顯示之幀表頭具有 四個攔位並在表1中已有描述，其中Reed-So丨om〇n檢查 位元組由標準Reed-Solomon演算法以帕大小=N位元組 及檢查位元組數目=2t所產生之檢查位元組。 在系統未達到接收同步化之時，其將接收器和傳送 器之Reed-Solomon代碼值設定成最大值·»在系統達到接 收同步化且偵測到遠方終端也達到接收同步化時（也就是 說，在幀數目〇之接收到的幀表頭中的編碼欄位包含— 有效的代碼值），它啟動了一可適性編碼演算法。 從衛星/無線網路所傳送之信號乃由衛星/無線幀處理 器2 502所接收和處理，其執行了由幀處理器25〇1所執 行的反向操作’從幀格式剝離了分段封包並產生壓縮和 未壓縮之分段封包。 接著’壓縮的分段封包乃送到資料解壓縮模组26〇〇， 其將屬於VC並配置成已壓縮之分段封包解壓縮。壓縮 和解壓縮之歷程分別在資料壓縮器2400和解壓縮器2600 中維護。這些歷程在每η個分段封包之後加以重置，其 第36頁 氺纸張尺度迖川屮闼阀家樣率（CNS ) Λ4规格（210X 297公赞） -1T_ 部 i'} f «1βΫ8 -,»J 1- ?(入 五、發明説明（） ~~'~—- 中η為可配置之參數。如此做的原因可以降低接下來之 分段封包上漏失或錯誤之分段封包的效應。 再組譯和再排序處理器27〇〇堪續追蹤屬於所有vc 之分段封包。再組譯演算法作用於一每_ %基底。每 個VCI分段封包以其順序和封包數目為基底加以再排 序。下面之規則乃用來將鴨中繼站封包再組譯： •假如接收到順序號碼為零之分段封包，則捨棄先前未 完全組譯之@中繼站封包並開始再组譯此新的封包。 .假如-分段封包具有相同之封包數目# vc識別碼， 並接收到比先前之分段封包之順序號碼大一號，則將 此分段封包附加到部分再組譯之幀中繼站封包上。假 如"最後欄位"指示了分段封包為幀中堪站封包之最後 的分段封包，幀中繼站封包已完全的組譯。 •假如所接收到之分段封包之順序號碼已沒有順序立 不為零，則捨棄此新的分段封包及任何部分再組譯之 幀中繼站封包。 選擇性地，一長度櫊位可在傳送終端被分段並在衛 星/無線連結之上傳送之前加到幀中繼站封包上。此長度 欄位可用來在接收終端檢查幀中繼站封包是否已經適當 的再組譯。如果沒有的話則將幀中繼站封包加到傳送仵 列上。 一傳送佇列2800包含從遠方的終端接收幀中繼站封 包並在陸地的連結之上傳送。這些封包由幀中繼站實體 和資料連結層處理模组加以處理並在陸地的連結之上傳 __________第 37貫______ 本紙张尺度適州屮國國家德率) A4规格（2!ΟΧ297公釐) ~~ ~ "1閱讀背面之注意事項"功Ή本頁 ."^, 丁 泉 411678 A7 __________________ _________________ B7 "w~~'— 丨， -____________ 五、發明説明（） 送。 最後’械中繼站實體和資料連結層處理模組2000將 再組譯分段封包到適當的幀中繼站結構上以便在私人或 公共網路上傳送。 為了要節省頻寬’類似於前面所描述的用於ATM傳 送之表頭恩縮技術乃加以利用，以便將幀中繼站封包之 vc識別碼壓縮成較小之數值。此技術利用了 vc歸入衛 星/無線連結之數目並不是很大且可以壓縮成相當小的 VC識別碼空間》假如系統中已經有表頭壓縮，則VC乃 映射成由壓縮之VC搁位的大小所指定之新值。此表頭 壓縮訊息在通訊終端之間週期性的交換。而且，每次一 產生新的映射’此訊息在實際的映射封包之轉換開始之 前’乃非同步的在終端之間交換。 由於本發明解釋了以單元為基底之傳送系統如ATM 及以封包為基底之傳送系統如幀中繼站，其若應用於其 它的單元/封包系統如ISDN/SS#7和網際網路系統，對於 熟悉此技術的人員將是顯而易見的，因為這些系統之協 定乃由工業標準所訂定且為此技術領域之人員所熟知。 雖然上面描述了本發明之較佳實施例，但本發明之 精神和範圍並不只限制在上述之實施例，且後面之申請 專利範圍將依照可適用之原理而定義出本發明。 第38頁 本( CNS ) Λ4^ ( 210X 297.i>ft ) -I I— I I - n ii - ϋ ------ ----------- ("先閱續背面之注意事^再硪寫本頁}

Claims (1)

1. 8 ΰ 4丄 ABC A、申請專利範圍 1 ·—種傳送於通訊通道之正向糾錯碼的可適性控制方 法，此通訊通道連接了第一終端和第二終端’其中互 連裝置配置在該第一終端之陸地的單元/封包開關和連 接該第二終端之衛星/無線網路之間’該方法至少包含 的步驟為： 計算位元組誤差率，此乃結合了該第一終端經由該 通訊通道從該第二終端所接收到之通訊信號； 決定該正向糾錯碼之正向糾錯碼長度’並根據該位 元组誤差率，該正向糾錯碼長度將依照該位元組誤差 率而改變； 傳送該正向糾錯碼長度經由該通訊通道到該第二終 端上；且 改變正向糾錯碼於該第一和第二終端，並在同步方 式且沒有資料損失之情況下。 2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之計算 該位元組誤差率之步驟根據該位元組誤差率在預定之 間隔下執行。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中上述之位元 组誤差率根據先前之位元組誤差率依照多個公式其+ 之一加以計算。 4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，A办、 升r上逑 < 計算 第39頁 本紙張尺度適用中國菌家標準（CNS > Α4洗格（2丨Ο X 2Φ7公釐） 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 411678 韶 C8 D8 _ 六、申請專利範圍 和決定步驟只有在該第一終端和該第二終端為同步時 才加以執行。 5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中如果該第一 終端和該第二終端不為同步化，傳送到該遠方的界面 之該正向糾錯碼長度相當於預定之最大值。 6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之正向 糾錯碼長度以預定之通訊信號傳送於該通訊通道。 7. 如申請專利範園第6項所述之方法，其中上述之正向 糾錯碼長度傳送於包括在該預定通訊信號Φ之非同步 傳輸模式（ATM)基底之幀中》 8. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中上述之正向 糾錯碼長度傳送於包括在該預定通訊信號中之幀中繼 站為基底之t貞中* 9·如申請專利範圍第6項所述之方法’其中上述之正向 糾錯碼長度傳送於包括在該預定通訊信號中之ISDN 為基底之梢中。 1 0 如申請專利範圍第6項所述之方法’其中上述之正向 糾錯碼長度傳送於包括在該預定通訊信號中之網際網 [____ 第40頁 __ 本紙張尺度適用中國國家祿準（CNs > A4规格（2丨〇乂297公釐） ----'!——：---裏------1T------浪 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 411678 I ----------- DS 六、申請專利範圍 路為基底之>(*貞中。 u •如申請專利範圍第1項所述之方法，其中上述之正向 糾錯碼至少為Viterbi代碼和Reed-S〇i〇inon代碼其啦 之一。 12. 如申請專利範圍第7項所述之方法’其中上述之正向 到錯碼為一Reed-Solomon代碼。 13. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中上述之正向 别錯碼為一 Viterbi代碼。 14. 一種傳送於通訊通道之正向糾錯碼的可適性控制裝 置’此通訊通道連接了該第—終端和該第二終端，並 在配置於單元/封包開關和衛星/無線通訊網路之間第— 終端之互連裝置中，該裝置至少包含： 計算一位元組誤差率結合通訊信號之裝f，此通訊 經漓部中央標準局員工消費合作社印製 信號乃由第一終端經由該通訊通道從該第二終端所接 收的； 以該位元組誤差率為基底決定正向糾錯碼之該正向 糾錯碼長度之裝置，該正向糾錯碼長度依照該位元組 誤差率而變化：及 於該通訊通道傳送該正向糾錯碼長度到第二終端之 裝置；其中 ____ 第“頁 本紙張尺度適^中國國家標準（。叫為4雖（；210/297公釐) * --- 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 411678 έΙ C8 D8六、申請專利範圍 於該第一和第二終端之正向糾錯碼可在沒有資料損 失之情況下以同步的方式改變。 15. 如申請專利範圍第14項所述之裝置，其中上述之正 向糾錯碼長度傳送於該通訊通道之預定通訊信號中， 該預定通訊信號由該第一終端和該第二終端所識別。 16. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中上述之正 向糾錯碼長度傳送於包括在該預定通訊信號中之非同 步傳輸模式（ATM)基底幀中。 17. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中上述之正 向糾錯碼長度傳送於包括在該預定通訊信號中之幀中 繼站為基底之幀中。 18. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中上述之正 向糾錯碼長度傳送於包括在該預定通訊信號中之ISDN 為基底之幀中。 19. 如申請專利範圍第15項所述之裝置，其中上述之正 向糾錯碼長度傳送於包括在該預定通訊信號中之網際 網路為基底之幀中。 20. 如申請專利範圍第14項所述之裝置，其中上述之正 第42頁 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本買) 本紙張尺度適用中國國家標準{ CNS ) A4規格（2丨0X2W公釐） 411678 μ8 C8 D8六、申請專利範圍向糾錯碼至少為Viterbi代碼和Reed-Solomon代碼其中之一。 --------------訂-------泉 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 第斗3頁 本紙银尺度適用中國圃家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐）