(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気通信システムにおいて、送信局から受信局への送信に先立ち、ユーザデータ・パケットをデータ・ストリームに多重化する方法であって、
第１のユーザデータ・パケットの長さが第１の所定の長さより大きい場合、前記第１のユーザデータ・パケットを第１の複数のセグメントに分割するステップであって、前記第１のユーザデータ・パケットには、第１のデータ種類と、前記第１のデータ種類に基づく第１の送信順位とが関連付けされている前記ステップと、
第２のユーザデータ・パケットの長さが前記第１の所定の長さより大きい場合、第２のユーザデータ・パケットを第２の複数のセグメントに分割するステップであって、前記第２のユーザデータ・パケットには、第２のデータ種類と、前記第２のデータ種類に基づく第２の送信順位とが関連付けされている前記ステップと、
前記第１の複数のセグメントに関連する各セグメントに対しミニセル・ヘッダーを発生させるためのステップであって、各ミニセル・ヘッダーは、前記第１のデータ種類、前記第１の送信優先順位、および第１のユーザデータ・パケット内の対応するセグメントの位置を識別する符号を含む前記ステップと、
前記第２の複数のセグメントに関連する各セグメントに対しミニセル・ヘッダーを発生させるためのステップであって、各ミニセル・ヘッダーは、前記第２のデータ種類、前記第２の送信優先順位、および前記第２のユーザデータ・パケット内の対応するセグメントの位置を識別する符号を含む前記ステップと、
前記第１のユーザデータ・パケットに関連する第１の複数のミニセルと、前記第２のユーザデータ・パケットに関連する第２の複数のミニセルとを形成するために、各ミニセル・ヘッダーを該ミニセル・ヘッダーに対応するセグメントに付加する前記ステップと、
前記第１の複数のミニセルに関連するミニセルと、前記第２の複数のミニセルに関連するミニセルとを、前記データ・ストリームに多重化するステップであって、前記第１の複数のミニセルに関連するミニセルと、前記第２の複数のミニセルに関連するミニセルとは、送信優先順位の関数として、相互に交互配置される前記多重化ステップと、
を含む方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、前記第１のユーザデータ・パケットを第１の複数のセグメントに分割する前記ステップと、前記第２のユーザデータ・パケットを第２の複数のセグメントに分割する前記ステップとはそれぞれ、
前記対応するユーザデータ・パケットを、第１のセグメントおよび最終セグメントに分割するステップであって、前記第１のセグメントは、前記対応するユーザデータ・パケットに関連するデータ種類のために予約されたいくつかの所定の長さの選択された１つである長さを有する前記ステップと、
前記最終セグメントの長さが、前記対応するユーザデータ・パケットに関連するデータ種類に対し予約された最終セグメントのいくつかの所定の長さの選択された１つより短い場合、伸長された最終セグメントの長さが、前記最終セグメントの所定の長さの選択された１つに等しくなるように、トレーラー・フィールドを使用して前記最終セグメントの長さを伸長する前記ステップと、
を含む方法。
【請求項３】
請求項１記載の方法において、前記第１のユーザデータ・パケットを第１の複数のセグメントに分割する前記ステップと、前記第２のユーザデータ・パケットを第２の複数のセグメントに分割する前記ステップとはそれぞれ、
前記対応するユーザデータ・パケットを、第１のセグメント、少なくとも１つの中間セグメントおよび最終セグメントに分割するステップであって、前記第１のセグメントおよび前記少なくとも１つの中間セグメントは、前記対応するユーザデータ・パケットに関連するデータ種類のために予約されたいくつかの所定の長さの選択された１つである長さをそれぞれ有する前記ステップと、
前記最終セグメントの長さが、前記対応するユーザデータ・パケットに関連するデータ種類のために予約された最終セグメントのいくつかの所定の長さの選択された１つより短い場合、伸長された最終セグメントの長さが、前記最終セグメントの所定の長さの選択された１つに等しくなるように、トレーラー・フィールドを使用して前記最終セグメントの長さを伸長するステップと、
を含む方法。
【請求項４】
請求項１記載の方法であって、
前記第１または第２のユーザデータ・パケットの長さが前記第１の所定の長さより短い場合、前記第１または第２のユーザデータ・パケットを単一セグメントとして識別するステップであって、前記単一セグメントが最終セグメントとして指定される前記識別ステップと、
前記最終セグメントの長さが、前記対応するユーザデータ・パケットに関連するデータ種類のために予約された最終セグメントのいくつかの所定の長さの選択された１つより短い場合、伸長された最終セグメントの長さが、前記最終セグメントの所定の長さの選択された１つに等しくなるように、トレーラー・フィールドを使用して前記最終セグメントの長さを伸長するステップと、
をさらに含む方法。
【請求項５】
電気通信システムにおいて、送信局から受信局への送信に先立ち、ユーザデータ・パケットをデータセルのストリームに多重化する方法であって、
前記電気通信システムによってサービスされる選択された数の電気通信アプリケーションの１つから第１のユーザデータ・パケットを検索するステップであって、前記電気通信アプリケーションは複数の異なるデータの種類を発生させる前記検索ステップと、
前記第１のユーザデータ・パケットの長さとデータの種類に従って、前記第１のユーザデータ・パケットを複数のセグメントに分割する前記ステップと、
各セグメントにミニセル・ヘッダーを付加することにより、各セグメントに対応するミニセルを発生させるステップであって、各ミニセル・ヘッダーは、前記データの種類、前記データの種類に関連する送信優先順位、前記対応するセグメントの長さ、および前記第１のユーザデータ・パケット内の対応するセグメントの位置を識別する符号を含む前記ステップと、
前記ミニセルを前記データセルのストリームに多重化するステップであって、前記データセルのストリームが第２のユーザデータ・パケットに関連するミニセルを含み、前記第１のユーザデータ・パケットおよび前記第２のユーザデータ・パケットに関連する前記ミニセルが多重化される順番は、送信優先順位の関数である前記多重化ステップと、
を含む方法。
【請求項６】
請求項５記載の方法であって、
前記対応するミニセル・ヘッダーに含まれた送信優先順位に従って、いくつかのバッファの選択された１つに、前記ミニセルのそれぞれを格納するステップ、
をさらに含む方法。
【請求項７】
請求項６記載の方法であって、
前記データセルのストリームに、前記電気通信システムによってサービスされる他の電気通信アプリケーションからのユーザデータ・パケットに関連するミニセルとともに、前記第１および第２のユーザデータ・パケットに関連する前記ミニセルを多重化するステップ、
をさらに含み、
前記ミニセルが多重化される順番は、送信優先順位の関数である方法。
【請求項８】
請求項５記載の方法において、前記第１のユーザデータ・パケットの長さおよびデータの種類に従って、前記第１のユーザデータ・パケットを複数のセグメントに分割する前記ステップは、
前記第１のユーザデータ・パケットを、第１のセグメントおよび最終セグメントに分割するステップであって、前記第１のセグメントは、前記第１のユーザデータ・パケットに関連するデータの種類のために予約されたいくつかの所定の長さの選択された１つである長さを有する前記ステップと、
前記最終セグメントの長さが、前記第１のユーザデータ・パケットに関連するデータの種類のために予約された最終セグメントのいくつかの所定の長さの選択された１つより短い場合、伸長された最終セグメントの長さが、前記最終セグメントの所定の長さの選択された１つに等しくなるように、トレーラー・フィールドを使用して前記最終セグメントの長さを伸長するステップと、
を含む方法。
【請求項９】
請求項５記載の方法において、前記第１のユーザデータ・パケットの長さおよびデータの種類に従って、前記第１のユーザデータ・パケットを複数のセグメントに分割する前記ステップは、
前記第１のユーザデータ・パケットを、第１のセグメント、少なくとも１つの中間セグメントおよび最終セグメントに分割するステップであって、前記第１のセグメントおよび前記少なくとも１つの中間セグメントは、前記第１のユーザデータ・パケットに関連するデータの種類のために予約されたいくつかの所定の長さの選択された１つである長さをそれぞれ有する前記ステップと、
前記最終セグメントの長さが、前記第１のユーザデータ・パケットに関連するデータの種類のために予約された最終セグメントのいくつかの所定の長さの選択された１つより短い場合、伸長された最終セグメントの長さが、前記最終セグメントの所定の長さの選択された１つに等しくなるように、トレーラー・フィールドを使用して前記最終セグメントの長さを伸長するステップと、
を含む方法。
【請求項１０】
請求項５記載の方法において、前記第１のユーザデータ・パケットの長さおよびデータの種類に従って、前記第１のユーザデータ・パケットを複数のセグメントに分割する前記ステップは、
前記第１のユーザデータ・パケットの長さが所定の長さより短い場合、前記ユーザデータ・パケットを単一セグメントとして識別するステップであって、前記単一セグメントが最終セグメントとして指定される前記識別ステップと、
前記最終セグメントの長さが、前記第１のユーザデータ・パケットに関連するデータの種類のために予約された最終セグメントのいくつかの所定の長さの選択された１つより短い場合、伸長された最終セグメントの長さが前記最終セグメントの所定の長さの選択された１つに等しくなるように、トレーラー・フィールドを使用して前記最終セグメントの長さを伸長するステップと、
を含む方法。
【請求項１１】
電気通信システムにおいて、送信局から受信局への送信に先立ち、ユーザデータ・パケットをデータ・ストリームに多重化する装置であって、
第１のユーザデータ・パケットの長さが第１の所定の長さより大きい場合、前記第１のユーザデータ・パケットを第１の複数のセグメントに分割するための第１のセグメント化手段であって、前記第１のユーザデータ・パケットには、第１のデータ種類と、前記第１のデータ種類に基づく第１の送信優先順位とが関連付けられている前記第１のセグメント化手段と、
第２のユーザデータ・パケットの長さが、前記第１の所定の長さより大きい場合、該第２のユーザデータ・パケットを第２の複数のセグメントに分割するための第２のセグメント化手段であって、前記第２のユーザデータ・パケットには、第２のデータ種類と、前記第２のデータの種類に基づく第２の送信優先順位とが関連付けられている前記第２のセグメント化手段と、
前記第１の複数のセグメントに関連する各セグメントに対しミニセル・ヘッダーを発生させるための手段であって、各ミニセル・ヘッダーは、前記第１のデータ種類、前記第１の送信優先順位、および第１のユーザデータ・パケット内の対応するセグメントの位置を識別する符号を含む前記発生手段と、
前記第２の複数のセグメントに関連する各セグメントに対しミニセル・ヘッダーを発生させるための手段であって、各ミニセル・ヘッダーは、前記第２のデータ種類、前記第２の送信優先順位および前記第２のユーザデータ・パケット内の対応するセグメントの位置を識別する符号を含む前記発生手段と、
前記第１のユーザデータ・パケットに関連する第１の複数のミニセルと、前記第２のユーザデータ・パケットに関連する第２の複数のミニセルとを形成するために、各ミニセル・ヘッダーを該各ミニセル・ヘッダーに対応するセグメントに付加するための組立手段と、
前記第１の複数のミニセルに関連するミニセルと、前記第２の複数のミニセルに関連するミニセルとを前記データ・ストリームに挿入するための多重化手段であって、前記第１の複数のミニセルに関連するミニセルと、前記第２の複数のミニセルに関連するミニセルとは、送信優先順位の関数として、相互に交互配置される前記手段と、
を含む装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の装置において、前記第１のユーザデータ・パケットを第１の複数のセグメントに分割するための前記第１のセグメント化手段と、前記第２のユーザデータ・パケットを第２の複数のセグメントに分割するための前記第２のセグメント化手段とはそれぞれ、
前記対応するユーザデータ・パケットを、第１のセグメントおよび最終セグメントに分割するための手段であって、前記第１のセグメントは、前記ユーザデータ・パケットに関連するデータ種類のために予約されたいくつかの所定の長さの選択された１つである長さを有する前記分割手段と、
前記最終セグメントの長さが前記対応するユーザデータ・パケットに関連するデータ種類のために予約された最終セグメントのいくつかの所定の長さの選択された１つより短いことに応答して、伸長された最終セグメントの長さが、所定の最終セグメントの長さの選択された１つに等しくなるように、トレーラー・フィールドを使用して前記最終セグメントの長さを伸長するための手段と、
を含む装置。
【請求項１３】
請求項１１記載の装置において、前記第１のユーザデータ・パケットを第１の複数のセグメントに分割するための前記第１のセグメント化手段と、前記第２のユーザデータ・パケットを第２の複数のセグメントに分割するための前記第２セグメント化手段とそれぞれは、
前記対応するユーザデータ・パケットを、第１セグメント、少なくとも１つの中間セグメントおよび最終セグメントに分割するための手段であって、前記第１のセグメントおよび前記少なくとも１つの中間セグメントは、前記対応するユーザデータ・パケットに関連するデータ種類のために予約されたいくつかの所定の長さの選択された１つである長さをそれぞれ有する前記手段と、
前記最終セグメントの長さが前記対応するユーザデータ・パケットに関連するデータの種類に予約された最終セグメントのいくつかの所定の長さの選択された１つより短いことに応答して、伸長された最終セグメントの長さが、所定の最終セグメントの長さの１つに等しくなるように、トレーラー・フィールドを使用して前記最終セグメントの長さを伸長するための手段と、
をそれぞれ含む装置。
【請求項１４】
請求項１１記載の装置において、前記第１のユーザデータ・パケットを第１の複数のセグメントに分割するための前記第１セグメント化手段と、前記第２のユーザデータ・パケットを第２の複数のセグメントに分割するための前記第２のセグメント化手段とそれぞれは、
前記第１または第２のユーザデータ・パケットの長さが、第１の所定の長さより短い場合、前記第１または第２のユーザデータ・パケットを単一セグメントとして識別するための手段であって、前記単一セグメントが最終セグメントとして指定される前記識別手段と、
前記最終セグメントの長さが前記対応するユーザデータ・パケットに関連するデータ種類のために予約された最終セグメントのいくつかの所定の長さの選択された１つより短いことに応答して、伸長された最終セグメントの長さが、所定の最終セグメントの長さの選択された１つに等しくなるように、トレーラー・フィールドを使用して前記最終セグメントの長さを伸長するための手段と、
をそれぞれ含む装置。
【請求項１５】
電気通信システムにおいて、送信局から受信局への送信に先立ち、ユーザデータ・パケットをデータセルのストリームに多重化する装置であって、
前記電気通信システムによってサービスされる選択された数の電気通信アプリケーションの１つから第１のユーザデータ・パケットを検索するための手段であって、前記電気通信アプリケーションが複数の異なるデータの種類を発生させる前記検索手段と、
前記第１のユーザデータ・パケットの長さおよびデータの種類に従って、前記第１のユーザデータ・パケットを複数のセグメントに分割するためのセグメント化手段と、
各セグメントにミニセル・ヘッダーを付加することにより、各セグメントに対応するミニセルを発生させるための組立手段であって、各ミニセル・ヘッダーは、前記データの種類、前記データの種類に関する送信優先順位、前記対応するセグメントの長さ、および前記第１のユーザデータ・パケット内の対応するセグメントの位置を識別する符号を含む前記組立手段と、
前記データセルのストリームに前記ミニセルを挿入するための多重化手段であって、前記データセルのストリームが、前記第２のユーザデータ・パケットに関連するミニセルを含む前記手段と、
を含み、
前記第１のユーザデータ・パケットと前記第２のユーザデータ・パケットとに関連する前記ミニセルが多重化される順番は、送信優先順位の関数である装置。
【請求項１６】
請求項１５記載の装置であって、
前記対応するミニセル・ヘッダーに含まれた送信優先順位に従って、いくつかのバッファの選択された１つに、前記ミニセルのそれぞれを格納するための手段、
をさらに含む装置。
【請求項１７】
請求項１５記載の装置であって、
前記データセルのストリームに、前記電気通信システムによってサービスされる他の電気通信アプリケーションからのユーザデータ・パケットに関連するミニセルとともに、前記第１および第２のユーザデータ・パケットに関連する前記ミニセルを挿入するための多重化手段、
をさらに含み、
前記ミニセルが多重化される順番は、送信優先順位の関数である装置。
【請求項１８】
請求項１５記載の装置において、前記第１のユーザデータ・パケットの長さおよびデータの種類に従って、前記第１のユーザデータ・パケットを複数のセグメントに分割するための前記セグメント化手段は、
前記ユーザデータ・パケットを、第１のセグメントおよび最終セグメントに分割するための手段であって、前記第１のセグメントは、前記第１のユーザデータ・パケットに関連するデータの種類のために予約されたいくつかの所定の長さの選択された１つである長さを有する前記分割手段と、
前記最終セグメントの長さが前記第１のユーザデータ・パケットに関連するデータの種類のために予約された最終セグメントのいくつかの所定の長さの選択された１つより短いことに応答して、伸長された最終セグメントの長さが、所定の最終セグメントの長さの選択された１つに等しくなるように、トレーラー・フィールドを使用して前記最終セグメントの長さを伸長するための手段と、
を含む装置。
【請求項１９】
請求項１５記載の装置において、前記第１のユーザデータ・パケットの長さおよびデータの種類に従って、前記第１のユーザデータ・パケットを複数のセグメントに分割する前記セグメント化手段は、
前記ユーザデータ・パケットを第１セグメント、少なくとも１つの中間セグメントおよび最終セグメントに分割するための手段であって、前記第１のセグメントおよび前記少なくとも１つの中間セグメントは、前記第１のユーザデータ・パケットに関連するデータの種類のために予約されたいくつかの所定の長さの選択された１つである長さをそれぞれ有する前記分割手段と、
前記最終セグメントの長さが前記ユーザデータ・パケットに関連するデータの種類に予約された最終セグメントのいくつかの所定の長さの選択された１つより短いことに応答して、伸長された最終セグメントの長さが、所定の最終セグメントの長さの１つに等しくなるように、トレーラー・フィールドを使用して前記最終セグメントの長さを伸長するための手段と、
を含む装置。
【請求項２０】
請求項１５記載の装置において、前記第１のユーザデータ・パケットの長さおよびデータの種類に従って、前記第１のユーザデータ・パケットを複数のセグメントに分割するための前記セグメント化手段は、
前記第１のユーザデータ・パケットの長さが所定の長さより短い場合、前記ユーザデータ・パケットを単一セグメントとして識別する手段であって、前記単一セグメントが最終セグメントとして指定される前記識別手段と、
前記最終セグメントの長さが前記第１のユーザデータ・パケットに関連するデータの種類のために予約された最終セグメントのいくつかの所定の長さの選択された１つより短いことに応答して、伸長された最終セグメントの長さが、所定の最終セグメントの長さの１つに等しくなるように、トレーラー・フィールドを使用して前記最終セグメントの長さを伸長するための手段と、
を含む装置。
【発明の詳細な説明】
背景
本発明は、非同期転送モード（ＡＴＭ）を使用して音声形のデータおよび他の種類のデータを、同一ＡＴＭ接続を介して転送する電気通信システムに関する。より詳細には、本発明は、同一ＡＴＭ接続を介して音声形のデータとその他の種類のデータを区別し、異なる種類のデータを同時に多重化するための方法および装置に関する。
非同期転送モード（ＡＴＭ）は、電気通信システム（たとえば、セルラー電気通信システム）において、電気通信データを伝送するための標準プロトコルである。データは、ＡＴＭセルと呼称する固定サイズのデータ・パケットにより送信局から受信局に送信される。各ＡＴＭセルには、４８オクテットのペイロードと５オクテットのヘッダーとを含む５３オクテットが含まれている。ＡＴＭは、当業者には公知であり、一般に、高ビットレートのデータ（たとえば、マルチメディア・データ）を伝送するために使用されている。しかし、低ビットレート・データ伝送アプリケーション（low bit rate data application）（たとえば、セルラー音声通信）にもＡＴＭを使用してよい。
一般に、低ビットレート・データ伝送アプリケーションのユーザデータを転送するために使用される場合、ＡＴＭは、非常に高価な利用可能帯域幅（available bandwidth）を有効に利用していない。たとえば、音声データは、複数のデータ・パケットに圧縮される。各データ・パケットは、送信局（たとえば、セルラー基地局）から受信局（たとえば、セルラー移動体通信交換局）にＡＴＭセルが転送される前に、ＡＴＭセルのペイロードに格納される。各データ・パケットの長さは数オクテットから約２０オクテットまでの範囲にあるが、ＡＴＭセルのペイロードの長さはそれよりももっと大きい（４８オクテット）。各ＡＴＭセルは１つのデータ・パケットを運ぶだけであるから、送信中、ＡＴＭセルのペイロードの実質的な部分は空きのままになっており、極端に効率が悪いばかりでなく費用の無駄になっている。
低ビットレート・データ伝送アプリケーションとともにＡＴＭが使用される場合に、利用可能帯域幅の利用を改善するため、図１に示すように、ＡＴＭアダプテーション・レイヤー１００（ＡＡＬｍ）が導入された。ＡＡＬｍ１００は、組立・分解機能（assembly and disassembly）サブレイヤー１０２（ＡＡＤ）と、多重化・多重分離機能（multiplexing and demultiplexing）サブレイヤー（ＭＡＤ）１０３との２つの重要なサブレイヤーを有している。ＡＡＬｍ１００は以下のように動作する。ＡＡＤサブレイヤー１０２は、電気通信システムの送信局（たとえば、基地局）において、ミニセルと呼称する小形のデータ・パケットに低ビットレート・データを挿入する。つぎにＭＡＤサブレイヤー１０３は、ＡＴＭセルが受信局（たとえば、移動体通信交換局）に転送される前に、各ＡＴＭセルの中に可能な限り多数のミニセルを多重化する。受信局においては、ＭＡＤサブレイヤー１０３はこれらのミニセルを多重分離し（すなわち、多重化されたミニセルを分離して元に戻し）、ＡＡＤサブレイヤー１０２は、これらのミニセルから低ビットレート・データを抽出する。各ＡＴＭセルは、１つ以上のデータ・パケット（すなわち、１つ以上のミニセル）を同時に転送するので、利用可能帯域幅の利用はかなり改善される。
ＡＡＬｍを備えたＡＴＭは、ＡＡＬｍを備えていないＡＴＭよりも帯域幅を有効に利用するけれども、たとえば、データ部が所定の長さ（たとえば、ＡＴＭセルのペイロードの長さ）より大きくて極端に長いミニセルになることが多い場合は、別の問題が発生する。第１に、極端に大きいミニセルは伝送遅延の変動を大きくする傾向がある。これらの伝送遅延の変動は、電気通信信号における「ジッター」として現れるのが普通である。ジッターを防止するためには、システムは、一定の遅延時間に遅延時間の変動要因を加えなければならないので、総伝送時間を長くすることになる。ジッターを除くことは複雑な処理であるため、一般に非常に高価な装置が必要である。また、音声の伝達のような低ビットレート・データ伝送アプリケーションを使用することは、ジッターの除去効果の影響を特に受けやすい。
極端に長いミニセルによって生じる問題を補正するために、ＡＡＬｍ１００の更新されたバージョンが図２に示されている。図２のＡＡＬｍ２００には、セグメント化・再組立て機能（ＳＡＲ）サブレイヤー２０１が含まれている。送信局においては、ＳＡＲサブレイヤー２０１は、ＡＡＤサブレイヤー２０２が、セグメント化されたユーザデータ・パケットを帯域幅を有効に使用する短いミニセルに挿入する前に、極端に長いユーザのデータ・パケットをセグメント化する。受信局においては、ＡＡＤサブレイヤー２０２がミニセルからユーザのデータを抽出した後、その名称が示すように、ＳＡＲサブレイヤー２０１はセグメント化されたユーザデータを再組立てする。
米国特許出願第０８／６３０，５７８号は、図３に示すように、極端に長いユーザのデータ・パケットをセグメント化する方法を説明している。まず、ＳＡＲサブレイヤー２０１はユーザデータ・パケット３０５をいくつかの数のセグメントに分割する。最終セグメント以外の各セグメントは所定の長さになっている。所定の長さとは、たとえば、８、１６、３２または４６オクテットでよい。図３において（最終セグメント以外の）各セグメントの所定の長さは１６オクテットである。しかし、最終セグメントは、最も近いオクテットに四捨五入されたユーザデータ・パケット３０５の残りの部分を反映したものとなっている。つぎに、ＡＡＤサブレイヤーは、適切なヘッダーを備えたミニセルに、各セグメントを挿入する。
また、米国特許出願第０８／６３０，５７８号は、それぞれ図４Ａおよび４Ｂに示されているミニセル・プロトコル４００／４５０を説明している。プロトコル４００／４５０によれば、各ミニセルは、ヘッダー部４０１／４５１と、ペイロード部４０２／４５２に分割されている。ヘッダーは以下のフィールドにさらに分割される。すなわち、接続識別子（ＣＩＤ）符号４０５／４５５、長さ符号４１０／４６０およびヘッダー保全性チェック（ＨＩＣ）符号４１５／４６５に分割される。ＣＩＤ符号４０５／４５５は、ミニセルに関連する特定の接続（たとえば、特定のセルラー電話の呼）を識別する。ＨＩＣ符号４１０／４６０は、エラー検出符号である。長さフィールド４１０／４６０は６ビットで構成されているので、６４の組合わせの符号を使用することができる。長さフィールド４１０／４６０は、図４Ａに示すように、第１セグメントまたは中間セグメントのミニセルと、図４Ｂに示すように最終セグメントまたは単一セグメントのミニセル（すなわち、長さが４６オクテットまたはそれ以下のユーザデータ・パケットに対応するミニセル）を区別する手段を備えている。また長さ符号は、図４Ｂに示すように、最終セグメントまたは単一セグメントのミニセルに対して４６通りに変わりうるミニセルの長さのうちの１つを定義する手段と、図４Ａに示すように、第１セグメントまたは中間セグメントのミニセルに対して４つの固定長のうちの１つを定義する手段とを備えている。したがって、長さフィールドには、受信局においてＳＡＲサブレイヤー３０１がユーザデータ・セグメントを再組立てするために必要なデータのすべてが含まれている。
図５は、１つのミニセル接続を介して、セグメント化されたデータとセグメント化されないデータとが、電気通信システムの端局間で転送される方法を示している。ユーザデータ・パケット「ａ」５０１は、最初にＳＡＲサブレイヤー２０１に到着することに注意されたい。図５は、ユーザデータ・パケット「ａ」５０１の実際の長さを表していないが、ユーザデータ・パケット「ａ」５０１は、セグメント化することを保証するために十分な長さである。続いてＳＡＲサブレイヤー２０１は、ユーザデータ・パケット「ａ」５０１を３つのセグメントにする。つぎにＡＡＤサブレイヤー２０２は、別々のミニセル１ａ、２ａ、３ａに各セグメントを挿入する。また、ユーザデータ・パケット「ｂ」５０２は、ユーザデータ・パケット「ａ」５０１の後でＳＡＲサブレイヤー２０１に到着するが、ＳＡＲサブレイヤー２０１およびＡＡＤサブレイヤー２０２がユーザデータ・パケット「ａ」５０１をセグメント化して、ミニセル１ａ、２ａ、３ａにこれらのセグメントのそれぞれを挿入してしまうよりもはるかに前であることに注意されたい。したがって、ユーザデータ・パケット「ａ」５０１に関連するセグメントのそれぞれがミニセル１ａ、２ａ、３ａに挿入されてしまってから、ユーザデータ・パケット「ｂ」５０２がミニセルｂに挿入される。
図５は、ＡＴＭが低ビットレート・データ伝送アプリケーションと一緒に使用される場合、特にそのアプリケーションに１つ以上の進行中のセッションが含まれている場合（すなわち、このアプリケーションが１種類以上のデータを発生する場合）、ＡＴＭを実現する方法に対して重要な問題点が存在することを示している。たとえば、１つのセッションには、制御データ（たとえば、電力の安定化や基地局間の「ハンドオフ」を制御する信号送受などに関するデータ）または、ファクシミリ・データのような音声ではないユーザデータの発生と伝送を含めることができる。このデータは、ユーザデータ・パケット「ａ」５０１によって表すことができる。別のセッションには、音声データの発生と伝送を含めることができる。このデータは、ユーザデータ・パケット「ｂ」５０２によって表すことができる。上に説明したように、ＳＡＲサブレイヤー２０１およびＡＡＤサブレイヤー２０２は、一度に１つのユーザデータを処理できるだけであるから、ユーザデータ・パケット「ｂ」５０２に関連する音声データは、ユーザデータ・パケット「ａ」５０１に関連するデータが、すべてミニセルに挿入されてしまうまで待たなくてはならない。音声データは、関連する他の種類のデータよりもはるかに高い送信優先順位を有している（すなわち、音声データは、伝送遅延の影響を最も受けやすい）のが普通であるにも関わらず、現在も上述したとおりになっているのである。
さらに問題を複雑にしていることは、ＭＡＤサブレイヤー２０３は、１つ以上のＡＡＤサブレイヤー、すなわち、２番目または３番目のアプリケーションに関連するＡＡＤサブレイヤーによって発生したミニセルを多重化する必要がありうることである。ＭＡＤサブレイヤー２０３は「先入れ先出し」（ＦＩＦＯ）方式で動作するのであるから、音声データを含むデータ・パケットは、平行して動作中の他のアプリケーションによって発生したデータ・パケットだけでなく、同一アプリケーションによって発生している複数のデータ・パケットと競合しなければならない。
低ビットレート・データ伝送アプリケーションに対してＡＴＭを使用する従来の方法は、ＡＡＬｍを使用していても、異なる送信優先順位の必要条件をもつ複数のセグメント・ミニセルを明確に区別しない。
要約
本発明は、セグメント・ミニセルを発生させＡＴＭセル・ストリームに多重化する場合に、送信優先順位を考慮に入れて改善されたＡＡＬｍを提供することにより、上記の欠点を克服している。
本発明の目的は、各セグメント・ミニセルに送信優先順位を割当てることにある。
本発明の別の目的は、各種ユーザデータ・パケットからのセグメント・ミニセルを、送信優先順位の順番でＡＴＭセル・ストリームに多重化することにある。
本発明のさらに別の目的は、送信優先順位のために既存のミニセルのヘッダー符号を使用可能にするセグメント化処理を提供することにより、帯域幅利用に悪影響を与えずに送信優先順位を付与することにある。
本発明の１つの側面によれば、前述の各種目的は、送信局から受信局に送信する前に、セグメント化されたユーザデータ・パケットをデータセルのストリームに多重化するための方法および／または装置によって達成され、この方法は、ユーザデータ・パケットをセグメントに分割するステップと；そのユーザデータ・パケットに関連するデータの種類に基づいて各セグメントに送信優先順位符号を割当てるステップと；別のユーザデータ・パケットからの少なくとも１つのセグメントとともに、データセルのストリームにそれらのセグメントを送信優先順位の関数として多重化するステップであって、前記セグメントが、送信優先順位の関数として相互に交互配置される（interleaved）ステップとが含まれている。
本発明の別の側面によれば、前述の各種目的は、送信局から受信局に送信する前に、データセルのストリームに、セグメント化されたユーザデータ・パケットを多重化するための方法および／または装置によって達成され、この方法には、前記電気通信システムによってサービスされる選択された数の電気通信アプリケーションの１つからのユーザデータ・パケットを検索するステップであって、前記電気通信アプリケーションは複数の異なる種類のデータを発生させる前記ステップと；前記ユーザデータ・パケットの長さと、前記ユーザデータ・パケットに関連するデータの種類とに従って、前記ユーザデータ・パケットをセグメントに分割するステップと；該ユーザデータ・パケットのセグメントごとに、対応するミニセルを供給するステップと、前記ユーザデータ・パケットのセグメントのそれぞれを、対応するミニセルのペイロード部に組立てるステップと；該セグメントに含まれるデータの種類に関連する送信優先順位を識別する符号を含むミニセル・ヘッダーを各ミニセルに付加するステップと；受信局への送信のための同一電気通信アプリケーションからの他のユーザデータ・パケットに関連するミニセルとともに、データセルのストリームに該ミニセルを多重化するステップであって、該ミニセルが多重化される順番が送信優先順位の関数となっているステップと；が含まれている。
【図面の簡単な説明】
本発明の目的と利点は、添付の図面とともに以下の詳細な説明を読むことにより理解されるであろう。これらの図面中、
図１は、ＡＴＭアダプテーション・レイヤー（ＡＡＬｍ）を含む従来のＡＴＭシステムを示すブロック図である。
図２は、セグメント化・再組立て機能サブレイヤーを含む従来のＡＴＭシステムを示すブロック図である。
図３は、ユーザデータ・パケットをセグメント化する従来の方法を示す。
図４Ａおよび４Ｂは、セグメント・ミニセル用の従来のプロトコルを示す。
図５は、送信優先順位を考慮に入れる場合のセグメント・ミニセルの多重化を示す。
図６は、送信優先順位を考慮に入れない場合のセグメント・ミニセルの多重化を示す。
図７Ａおよび７Ｂは、セグメント・ミニセルのための代表的プロトコルを示す。
図８は、ユーザデータ・パケットをセグメント化するための代表的方法を示す。
図９は、セグメント・ミニセルをセグメント化し、セグメント・ミニセルを同時に多重化するための装置を示す。
詳細な説明
本発明は、送信優先順位の関数として、１つのミニセル接続に２つ以上のユーザデータ・パケットを同時に多重化することが可能である。上に説明したように、従来の方法は、送信優先順位を考慮に入れずに、ユーザデータ・パケットを１つずつ連続して多重化するＦＩＦＯ動作を使用している。
図６は、ミニセル送信シーケンス６００を示しており、このシーケンス６００は、図５に最初に図示したユーザデータ・パケット「ａ」およびユーザデータ・パケット「ｂ」をセグメント化し、組立て、多重化するために本発明が使用される場合にあたる。前と同様に、ユーザデータ・パケット「ａ」６０５は、ユーザデータ・パケット「ｂ」６１０の前にＡＡＬｍに到着する。ＳＡＲサブレイヤーは、ユーザデータ・パケット「ａ」３０５を３つのセグメントに分割することを直ちに開始する。つぎにＡＡＤサブレイヤーはこれらの３つのセグメントを、それぞれミニセル１ａ、２ａ、３ａに組立てることを開始し、ＭＡＤサブレイヤー２０３は、ミニセル１ａ、２ａ、３ａを送信するためＡＴＭセル・ストリームに多重化することを開始する。しかし、ミニセル２ａが完全にセグメント化され、組立てられ、多重化されてしまう前に、ユーザデータ・パケット「ｂ」６１０がＡＡＬｍに到着するが、判りやすくするため、ユーザデータ・パケット「ｂ」６１０はユーザデータ・パケット「ａ」６０５より高い送信優先順位をもっているものとする。従来の方法と異なり、以下詳細に説明するように、ＡＡＬｍは、ユーザデータ・パケット「ｂ」６１０が高い送信優先順位を有していることを認識し、必要ならばユーザデータ・パケット「ｂ」がセグメント化され、ミニセルｂに組立てられ、送信のためにＡＴＭストリームに多重化されてしまうまで、ユーザデータ・パケット「ａ」６０５の処理を直ちに中断する。上記処理が実行されてしまうと、ＡＡＬｍは、高い優先順位のユーザデータ・パケットはもはや到着していないと想定して、ユーザデータ・パケット「ａ」６０５の処理の仕上げをする。
図５に示す従来の方法によって達成される送信シーケンスと比較して、ミニセル送信シーケンス６００は明らかに異なる結果を示している。本発明が、ミニセル２ａおよびミニセル３ａの前にミニセルｂをＡＴＭセルに多重化することは、ミニセルｂのペイロードに含まれる音声データが、従来の方法を使用した場合に受信されるよりもずっと速く受信局に到着することを意味している。このことは、伝送遅延が短くなり、送信ジッターが少なくなり、さらに全体的に優れた音声信号品質になるという結果になる。
本発明は、所定の送信優先順位割当て計画（表１を参照されたい）を使用するとともに、セグメント位置（すなわち、第１セグメント、中間セグメント、最終セグメント）およびセグメントの長さを定義するために６４の可能な長さ符号組合わせの全てを、従来の方法が使用していないことを活用した、修正されたユーザデータ・パケットのセグメント化処理を提供することにより、送信優先順位の関数として、同時に１つのミニセル接続に１つ以上のユーザデータ・パケットを多重化するものである。
上述のように、本発明は、所定の送信優先順位割当て計画に依存している。表１は、セルラー・アプリケーションとともに使用できる送信優先順位割立て計画の一例である。この優先順位の計画によれば、ユーザデータ・パケットは５つの異なる優先順位カテゴリーの１つに入り、優先順位「１」は、最高送信優先順位を表し、優先順位「５」は、最低送信優先順位を表す。代表的な実施例に送信優先順位の順番で出てくる５つのカテゴリーは以下のとおりである。すなわち、音声データ、回線データ、電力測定データ、制御データ（たとえば、ハンドオフ信号）およびその他のデータである。カテゴリーの選択と、その選択に対応する優先順位の割当ては、ここに示されている選択および割当てに限定されているのではなく、個々のアプリケーションによって決定されることは勿論である。
従来の方法によれば、各セグメントの長さおよび相対位置を（すなわち、そのセグメントが第１セグメント、中間セグメントまたは最終セグメントのどれであるかを）定義するために、長さ符号が使用される。これを達成するために、従来の方法は、６４の可能な長さ符号組合わせのうち本質的に５１の組合わせを使用している（典形的なミニセル・ヘッダー・プロトコルの長さ符号には６ビットが割当てられている）。
上述のように、本発明は、使用されない１３の長さ符号の組合わせがあることを活用する。表１が示すように、以前は使用されていなかったこれらの１３の長さ符号の組合わせが本発明によって使用され、各セグメントの長さおよび相対位置だけでなく、対応するユーザデータ・パケットの送信優先順位を定義することもできる。たとえば、符号５２、５３、５４、５５は、優先順位カテゴリー「２」、回線データに関連するセグメント・ミニセルを識別するために使用されている。符号５６は、優先順位カテゴリー「３」、電力測定データに関連するセグメント・ミニセルを識別するために使用されている。符号５７、５８、５９は、優先順位カテゴリー「４」、制御データに関連するセグメント・ミニセルを識別するために使用されている。符号６０、６１、６２、６３は、優先順位カテゴリー「５」、その他データに関連するセグメント・ミニセルを識別するために使用されている。
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図７Ａおよび７Ｂは、各セグメント・ミニセルの長さおよび相対位置だけでなく、対応するユーザデータ・パケットの送信優先順位を定義するために、各セグメント・ミニセルのヘッダーにある長さ符号がどのように使用されるかを示している。最初に図７Ａを参照すると、長さ符号５２または５３は、ａ）このセグメント・ミニセルは、第１または中間のセグメント・ミニセルであり、ｂ）このセグメント・ミニセルの長さはそれぞれ１６オクテットまたは３２オクテットであり、ｃ）このセグメント・ミニセルは、送信優先順位カテゴリー「２」、回線データに属するユーザデータ・パケットに関連している、ことを示している。つぎに図７Ｂを参照すると、長さ符号５４または５５は、ａ）このセグメント・ミニセルは、最終のセグメント・ミニセルであり、ｂ）このセグメント・ミニセルの長さはそれぞれ８オクテットまたは１６オクテットであり、ｃ）このセグメント・ミニセルは、送信優先順位カテゴリー「２」、回線データに属するユーザデータ・パケットに関連している、ことを示している。
また図７Ｂは、本発明の別の側面を示しており、この側面においては、送信優先順位カテゴリー「２」から「５」までに関連するユーザデータ・パケットの最終セグメントを定義するために、従来技術による方法が使用されるのとは若干異なるプロトコルが使用されている。より厳密には、図７Ｂは、送信優先順位カテゴリー「２」に関連する最終セグメント・ミニセルが、８オクテットまたは１６オクテットの固定長に限定されていることを示している。同様に、カテゴリー「１」以外の他の送信優先順位カテゴリーに関連する最終セグメント・ミニセルは、１つまたは２つの固定長に限定されている。比較すると、従来技術による方法においては、最終のセグメント・ミニセルは、ＡＴＭセルのペイロードの長さのみによって本質的に限定されているいかなる長さであってもよかったのである。カテゴリー「１」の種類のデータ・パケットを供給することに関しては、従来技術による方法と、この本発明のセグメント化手法が両立することが望ましいのであるから、本発明の好適実施例は、送信優先順位カテゴリー「１」に関連する最終セグメント・ミニセルの長さが、ちょうど１オクテットから４６オクテットまで変化できるようになっている。
図示した実施例において、送信優先順位カテゴリー「２」から「５」に関連する最終セグメント・ミニセルの長さが限定されている理由は、利用可能な長さ符号の数が限定されているからである。しかし、表１に示された長さ符号の割当ては一例であり、送信優先順位カテゴリー「２」から「５」に関連する最終セグメント・ミニセルの長さを定義する場合、大きな融通性が含まれるようにこの割当てを再配置することができることは、当業者ならば容易に理解できることである。また、長さフィールドのビットを追加して割当てることも、送信優先順位カテゴリーを追加することと同様、最終セグメント・ミニセルの長さを定義する場合に大きな融通性が含まれうることは、当業者ならば認識できるであろう。
上に説明したように、６ビット長のフィールド及び限定された数の組合わせの利用可能な長さ符号の場合、本発明は、送信優先順位カテゴリー「２」から「５」に関連するユーザデータ・パケットに対して、ユーザデータ・パケットの修正されたセグメント化処理を提供する。以下、この修正されたセグメント化処理を説明する。
図８は、送信優先順位カテゴリー「２」、「３」または「４」に関連するユーザデータ・パケット８１０についてＳＡＲサブレイヤー８０１およびＡＡＤサブレイヤー８０５によって実行される、本発明による代表的なセグメント化方法８００を示している。ＳＡＲサブレイヤー８０１にユーザデータ・パケット８１０が到着すると、ＳＡＲサブレイヤー８０１は、ユーザデータ・パケット８１０の長さを数オクテットだけ伸長する。この伸長は、トレーラー８１５によって図示されている。
ユーザデータ・パケット８１０がＳＡＲサブレイヤー８０１によってセグメント化される場合、ユーザデータ・パケット８１０の最終セグメントが、対応する送信優先順位カテゴリーに対して使用可能な限定された数の長さの１つに等しくなるように、トレーラー８１５が使用される。たとえば、ユーザデータ・パケット８１０が１７８オクテットの長さであるとする。ユーザデータ・パケット８１０は、ＳＡＲサブレイヤー８０１によって、１６オクテットの第１セグメント、１６オクテットの中間セグメント１０個および２オクテットの最終セグメントに分割される。判りやすくするために、ユーザデータ・パケット８１０には、回線データ（すなわち、送信優先順位カテゴリー「２」）が含まれていると想定する。そうすると、第１および中間のセグメント・ミニセルのミニセル・ヘッダーには、長さ符号５２が含まれているはずである（表１を参照されたい）。しかし、送信優先順位カテゴリー「２」に関連する２オクテットの長さの最終セグメント・ミニセルに対して利用できる長さ符号は存在しない。したがって、上に説明したように、ユーザデータ・パケット８１０にトレーラー８１５が加えられるので、最終セグメントに対応するミニセルは１６オクテットの長さになり、長さ符号５５が含まれることになるであろう（表１を参照されたい）。
図８に示すように、トレーラー８１５には、たとえば、巡回冗長検査符号（ＣＲＣ）またはパリティビット、長さフィールド８２５および埋め込みビット８３０を含めることができるエラー検出フィールド８２０が含まれている。埋め込み部８３０は、ユーザデータ・パケット８１０の最終セグメントを１６オクテットの長さに伸長するために使用される。
図９は、上に説明した方法を実現するために使用される装置９００の簡単なブロック図を示している。図９によれば、ユーザデータ・パケット９０５は、アプリケーション・レイヤー９１２から到着する。ユーザデータ・パケット９０５にはユーザデータ・パケット・ポインター９１５が付加されている。ポインター９１５には、ユーザデータ・パケット９０５に関連するミニセルの接続識別子（ＣＩＤ）を定義する数ビットが含まれている。たとえば、セルラー電話システムにおいては、ＣＩＤが特定の電話の呼を定義することができる。またポインター９１５が、ユーザデータ・パケット９０５に含まれているデータの種類（たとえば、音声データ、回線データ、電力測定データ、制御データなど）を定義すると、このデータの種類が、ユーザデータ・パケット９０５の送信優先順位を定義する。またポインター９１５は、ユーザデータ・パケット９０５の長さを定義する。
ＦＩＦＯ−ＩＮ９２０は、ＡＡＬｍ９１０でユーザデータ・パケット９０５を受信する。実際には、ＦＩＦＯ−ＩＮ９２０は、同時に動作している多数のアプリケーションから複数のユーザデータ・パケットを受信することができる。ＦＩＦＯ−ＩＮ９２０に格納されると、制御論理９２２によってポインターが取り出されて分析される。つぎに分類用（sort）マルチプレクサ９２５は、ユーザデータ・パケット９０５を、制御論理９２２によって決定された長さのセグメントに分割することを開始する。また分類用マルチプレクサ９２５は、制御論理９２２によって命令されたとおり、ユーザデータ・パケット９０５の最終セグメントに埋め込みをする。つぎにセグメントはミニセルに組立てられ、（示されていない）適切なミニセル・ヘッダーがそのミニセルに付加される。つぎに分類用マルチプレクサ９２５は、ユーザデータ・パケット９０５の優先順位に基づいて適切なＦＩＦＯ−ＯＵＴ９３０を決定する制御論理９２２によって命令されたとおり、適切なＦＩＦＯ−ＯＵＴ９３０に組立てられたミニセルを転送する。望ましくは、各送信優先順位カテゴリーごとにＦＩＦＯ−ＯＵＴ９３０が存在するであろう。
つぎに優先順位用（priority）マルチプレクサ９３５は、優先順位に従ってミニセルを選択する。より厳密には、より高い優先順位のＦＩＦＯ−ＯＵＴ９３０にミニセルが含まれている場合は、優先順位用マルチプレクサ９３５はこれらのミニセルを選択し、現在のＡＴＭセル９４０のペイロードにこれらのミニセルを多重化する。高い優先順位のＦＩＦＯ−ＯＵＴ９３０が空きである場合は、優先順位用マルチプレクサ９３５は、ミニセルのつぎの最高優先順位のＦＩＦＯ−ＯＵＴ９３０に移ることができる。ＡＴＭレイヤー９４５は、ＡＴＭセル９４０を（示されていない）受信局に送信する前に、各ＡＴＭセルのペイロードにＡＴＭヘッダーを付加する。
いくつかの代表的な実施例を参照しつつ本発明を説明してきた。しかし、上に説明した代表的実施例の形式以外に、特定の形式で本発明を具体化できることは、当業者には容易に判るであろう。これは、本発明の趣旨から逸脱することなく実行できるであろう。これらの代表的実施例は、単に例示であるにすぎず、いずれにしても限定的であると考えてはならない。本発明の範囲は、前述の説明ではなく添付の請求の範囲によって与えられているので、この請求の範囲に入る変化や等価なものは、すべて請求の範囲に含まれるものと意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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