TWI423129B - 管線式網路裝置及相關資料傳送方法 - Google Patents
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Description
本發明相關於一種網路裝置及相關資料傳送方法,尤指一種可動態調整管線大小之管線式網路裝置及相關資料傳送方法。
隨著科技發展,網路應用也越來越普及,使用者可隨時利用桌上型電腦、筆記型電腦、個人數位助理(personal digital assistant,PDA)或智慧型手機等裝置連結至網際網路。為了讓各資訊廠商生產之規格互異的電子設備都能連接於同一個網路,國際化標準組織(ISO)制訂了一種開放系統互連(open system interconnection,OSI)的網路架構標準以規範網路傳輸時共用的溝通模式,使得二個系統之間的傳送、接收、中斷等通訊能更加容易管理。
OSI架構下規範了網路傳輸的七種層面,第一層至第七層依序為實體層(physical layer)、資料聯接層(data link layer)、網路層(network layer)、傳送層(transport Layer)、會談層(session layer)、展示層(presentation layer)和應用層(application layer)。依據OSI定義,第一層實體層為最接近硬體之最底層,而第七層應用層為最接近應用程式之最高層。每個層級都有特別的獨立的功能,而且每個層級的程式碼可以獨立撰寫。相關各個OSI層級的功能與運用已為熟悉此項領域者所熟知,在此不另加贅述。
在網路環境中,不論是接收端裝置或發送端裝置,每一層級只認識對方的同一層級資料。在整個資料傳送過程中,發送端之網路裝置是透過應用程式將資料放入第七層的封包,再將第七層的封包放入第六層的封包內,依此類推直到放入第一層的封包內,然後再傳送至接收端之網路裝置。接收端之網路裝置會依序將每個封包拆開,然後依序交給相對應的層級來視察。由於每一層級的任務不同,其傳輸參數和緩衝器大小也相異。若較高層的傳輸速度大於較底層的傳輸速度,當資料封包傳送至較低層時可能需要等待(stall)時間。若較高層的緩衝不足或遇到傳輸阻礙時,較底層的傳輸速度再快亦無法增加整體資料流通量。
本發明提供一種在一網路裝置內傳送資料之方法,該網路裝置採用多層級架構來傳送資料。該方法包含提供複數個傳輸速率相異之管線以在該多層級架構中一第一層和一第二層之間分別傳送複數筆資料;以及依據該複數筆資料中之每一筆資料之屬性來將每一筆資料透過該複數個管線中一相對應之管線來傳送。
本發明另提供一種管線式網路裝置,其包含一第一層電路;一第二層電路;複數個傳輸速率相異之管線,用來在該第一層電路和該第二層電路之間分別傳送複數筆資料;以及一優先權規劃器,用來依據該複數筆資料中之每一筆資料之屬性來將每一筆資料分配至該複數個管線中一相對應之管線。
第1圖為本發明第一實施例中一網路裝置100之示意圖。網路裝置100可為一網路環境內之發送端裝置或接收端裝置,其採用前述OSI七層協定之傳輸架構,本發明第一實施例以第二層和第三層之間的溝通來做說明。在OSI七層架構中,第二層和第三層之間的通訊協定包含接取層級(access stratum,AS)和非接取層級(non-access stratum,NAS)。其中,接取層級通訊協定負責無線接取的信號處理、參數設定、及無線資源分配管理有關的通訊協定,其包含MAC(media access control)、RLC(radio link control)、PDCP(packet data convergence protocol)、BMC(broadcast/multicast control)和RRC(radio resource control)等。本發明第一實施例之網路裝置100可應用在一寬帶分碼多工(Wide band code division multiple access,WCDMA)網路,其能利用正交可變展頻因子(orthogonal variable spreading factor,OVSF)編碼來提供不同傳輸速度之接取層級通訊協定來傳輸資料,分別由AS1~ASn來表示。同時,本發明第一實施例之網路裝置100能以平行傳輸之管線架構來在第二層和第三層之間進行資料傳輸,分別由管線PL1~PLn來表示。針對正常情況下的資料傳輸速率,AS1>AS2>...>ASn且PL1>PL2>...>PLn。
在將資料由第三層下傳至第二層前,本發明第一實施例之網路裝置100中會先用一優先權規畫器來判斷每一資料之屬性,再依據每一筆資料之重要程度透過相對應的管線PL1~PLn將其分配至相對應的AS1~ASn。舉例來說,若某一筆資料為高重要性的控制訊號,本發明會使用傳輸速度最快的管線PL1將此筆資料分配至傳輸速度最快的AS1;若某一筆資料為低重要性的資料訊號,本發明可使用傳輸速度最慢的管線PLn將此筆資料分配至傳輸速度最慢的ASn。換而言之,本發明能以較多資源來處理重要性較高的資料,進而提升整體系統運作效能。
第2圖為本發明第二實施例中一網路裝置200之示意圖。網路裝置200可為一網路環境內之發送端裝置或接收裝置端,其採用前述OS1七層協定之傳輸架構,本發明第二實施例同樣以第二層和第三層的溝通來做說明。本發明第二實施例之網路裝置200同樣以平行傳輸之管線PL1~PLn來在第二層和第三層之間進行資料傳輸,而正常情況下的資料傳輸速率為PL1>PL2>...>PLn。優先權規畫器同樣能判斷每一輸出資料之屬性,再依據每一筆資料之重要程度使用相對應的管線PL1~PLn。然而,在本發明第二實施例之網路裝置200中,第二層僅支援單一傳輸速度之接取層級通訊協定,因此另包含一混合器(merger)以匯整管線PL1~PLn傳來之各筆資料。
第3圖為本發明第三實施例中一網路裝置300之示意圖,而第4圖為本發明第四實施例中一網路裝置400之示意圖。本發明第三實施例之網路裝置300和本發明第一實施例之網路裝置100結構類似,而本發明第四實施例之網路裝置400和本發明第二實施例之網路裝置200結構類似,不同之處在於網路裝置300和400各另包含一分配器。分配器可依據管線PL1~PLn之傳輸狀況來動態地調整每一管線之大小。舉例來說,分配器可偵測每一管線之網路品質(network quality,QoS)、通道品質指標(channel quality indicator,CQI)、資料等待時間或資料傳輸可靠度等參數。
第5A圖至第5C圖為本發明分配器運作時之示意圖。若管線PL1~PLn之傳輸狀況皆為正常,分配器會依據管線PL1~PLn之傳輸速率來分配資源,讓速率越快的管線具越大頻寬,如第5A圖所示;若速率最快的管線PL1受到干擾而影響傳輸狀況,分配器會將較多資源分配至在傳輸狀況正常的前提下目前速率最快的管線PL2,如第5B圖所示;若僅有速率最慢的管線PLn傳輸狀況為正常,分配器會將較多資源分配至管線PLn,如第5C圖所示。換而言之,本發明第三和第四實施例能在傳輸狀況不佳時增加管線資料流通量,進而提升整體系統運作效能。
在第1圖至第4圖所示之實施例中,以在OSI七層架構中第三層下傳資料至第二層來做說明。然而,本發明亦可用於在OSI七層架構中其它層級之間上傳或下傳資料,或是用於其它網路架構。
在網路裝置中不同層級之間進行資料傳輸前,本發明會先判斷每一資料之屬性,再使用傳輸速度較快的管線來處理重要性較高的資料,而使用傳輸速度較慢的管線來處理重要性較低的資料。另一方面,本發明亦可依據每一管線個別的傳輸狀況來動態地調整每一管線之大小,進而提升整體系統運作效能。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100、200、300、400‧‧‧網路裝置
AS1~ASn‧‧‧接取層級通訊協定
PL1~PLn‧‧‧管線
第1圖至第4圖為本發明實施例中網路裝置之示意圖。
第5A圖至第5C圖為本發明分配器運作時之示意圖。
300...網路裝置
AS1~ASn...接取層級通訊協定
PL1~PLn...管線
Claims (11)
- 一種在一網路裝置內傳送資料之方法,該網路裝置採用多層級架構來傳送資料,該方法包含:提供複數個管線,毎一管線具有一特定傳輸速率;該複數個管線依據複數筆資料中每一筆資料之屬性來在該多層級架構中至少一第一層和一第二層之間分別傳送該複數筆資料;依據複數個傳輸速率相異之接取層級(access stratum,AS)通訊協定來分別處理透過該複數個管線傳送之該複數筆資料;依據該複數筆資料中之每一筆資料之屬性來將判定每一筆資料之重要性;依據該複數個接取層級通訊協定中一第一接取層級通訊協定來處理該複數筆資料中一第一筆資料,且依據該複數個接取層級通訊協定中一第二接取層級通訊協定來處理該複數筆資料中一第二筆資料,其中當該第一筆資料之重要性高於該第二筆資料之重要性時,該第一接取層級通訊協定之傳輸速率高於該第二接取層級通訊協定之傳輸速率。
- 如請求項1所述之方法,其另包含:將該第一筆資料透過該複數個管線中一第一管線來傳送,而將該第二筆資料透過該複數個管線中一第二 管線來傳送,其中當該第一筆資料之重要性高於該第二筆資料之重要性時,該第一管線之傳輸速率高於該第二管線之傳輸速率。
- 如請求項1所述之方法,其另包含:將分別透過該複數個管線傳送之該複數筆資料匯整為單一筆資料。
- 如請求項1所述之方法,其另包含:依據該複數個管線之傳輸狀況來動態地調整每一管線之大小。
- 如請求項4所述之方法,其另包含:偵測該複數個管線中每一管線之網路品質(network quality,QoS)、通道品質指標(channel quality indicator,CQI)、資料等待時間或資料傳輸可靠度以依此動態地調整每一管線之大小。
- 一種管線式網路裝置,其包含:一第一層電路;一第二層電路;複數個管線,毎一管線具有一特定傳輸速率,用來在至少該第一層電路和該第二層電路之間平行地分別傳 送複數筆資料,其中:分別透過該複數個管線傳送之該複數筆資料係依據複數個傳輸速率相異之接取層級通訊協定來分別處理;該複數筆資料中一第一筆資料係依據該複數個接取層級通訊協定中一第一接取層級通訊協定來處理;以及該複數筆資料中一第二筆資料係依據該複數個接取層級通訊協定中一第二接取層級通訊協定來處理;以及一優先權規劃器,用來依據該複數筆資料中之每一筆資料之屬性來將每一筆資料分配至該複數個管線中一相對應之管線,其中:該複數筆資料中每一筆資料之重要性係依據該複數筆資料中每一筆資料之屬性來判定;以及當該第一筆資料之重要性高於該第二筆資料之重要性時,該第一接取層級通訊協定之傳輸速率高於該第二接取層級通訊協定之傳輸速率。
- 如請求項6所述之裝置,其另包含:一混合器(merger),用來將分別透過該複數個管線傳送之該複數筆資料匯整為單一筆資料。
- 如請求項6所述之裝置,其另包含:一分配器,用來依據該複數個管線之資料傳輸狀況來動態地調整每一管線之大小。
- 如請求項8所述之裝置,其中該分配器係依據偵測該複數個管線中每一管線之網路品質、通道品質指標、資料等待時間或資料傳輸可靠度來動態地調整每一管線之大小。
- 一種在一網路裝置內傳送資料之方法,該網路裝置採用多層級架構來傳送資料,該方法包含:提供複數個管線,毎一管線具有一特定傳輸速率;該複數個管線依據複數筆資料中每一筆資料之屬性來在該多層級架構中至少一第一層和一第二層之間平行地分別傳送該複數筆資料;依據複數個傳輸速率相異之接取層級通訊協定來分別處理透過該複數個管線傳送之該複數筆資料;依據該複數筆資料中之每一筆資料之屬性來將判定每一筆資料之重要性;將該複數筆資料中一第一筆資料透過該複數個管線中一第一管線來傳送,而將該複數筆資料中一第二筆資料透過該複數個管線中一第二管線來傳送;以及依據該複數個接取層級通訊協定中一第一接取層級通訊 協定來處理該第一筆資料,且依據該複數個接取層級通訊協定中一第二接取層級通訊協定來處理該第二筆資料,其中當該第一筆資料之重要性高於該第二筆資料之重要性時,該第一接取層級通訊協定之傳輸速率高於該第二接取層級通訊協定之傳輸速率,且該第一管線之傳輸速率高於該第二管線之傳輸速率。
- 一種管線式網路裝置,其包含:一第一層電路;一第二層電路;複數個管線,毎一管線具有一特定傳輸速率,用來在至少該第一層電路和該第二層電路之間平行地分別傳送複數筆資料,其中:分別透過該複數個管線傳送之該複數筆資料係依據複數個傳輸速率相異之接取層級通訊協定來分別處理;該複數筆資料中一第一筆資料係依據該複數個接取層級通訊協定中一第一接取層級通訊協定來處理;以及該複數筆資料中一第二筆資料係依據該複數個接取層級通訊協定中一第二接取層級通訊協定來處理;以及 一優先權規劃器,用來依據該複數筆資料中之每一筆資料之屬性來將每一筆資料分配至該複數個管線中一相對應之管線,其中:該複數筆資料中每一筆資料之重要性係依據該複數筆資料中每一筆資料之屬性來判定;以及當該第一筆資料之重要性高於該第二筆資料之重要性時,該第一接取層級通訊協定之傳輸速率高於該第二接取層級通訊協定之傳輸速率,且該第一管線之傳輸速率高於該第二管線之傳輸速率。
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