[发明专利]语音和数据小信元的多路复用

说明书

本发明与利用异步传送模式(ATM)在同一个ATM连接上发送语音型数据和其他类型数据的电信系统有关。具体地说，本发明与区别语音型数据和其他类型数据、通过同一个连接同时多路传输不同类型的数据的方法和设备有关。

异步传送模式(ATM)是一种在电信系统(如蜂窝式电信系统)内传送电信数据的标准协议。数据纳入一些称为ATM信元的长度固定的数据分组内从发送站发送给接收站。每个ATM信元含有53个字节，包括48个字节的净荷和5个字节的信头。ATM为在该技术领域工作的人员所周知，通常用来传送高比特率的数据(如多媒体数据)。然而，ATM也可用于低比特率的数据传输(如蜂窝式语音通信)。

一般来说，在用于传送低比特率数据应用的用户数据时，ATM没有充分利用甚为宝贵的可用带宽。为了例示起见，假设语音数据压缩成一系列数据分组。然后，每个数据分组存储在一个ATM信元内，再将这个ATM信元从发送站(如蜂窝系统的基站)传送给接收站(如蜂窝系统的移动业务交换中心)。虽然每个分组的长度只是几个字节至20个字节左右，但ATM信元净荷的长度却长得多(48个字节)。由于每个ATM信元只承载一个数据分组，因此在传输期间ATM信元净荷的一大部分仍是空的，造成了很大的浪费。

为了改善ATM在配合低比特率数据应用时的可用带宽的利用率，引入了一个ATM自适应层(AALm)100，如图1所示。AALm100有两个基本子层：包装和拆装子层102(AAD)及复用和分路子层103(MAD)。AALm100的作用如下。在电信系统的发送站(如基站)，AAD子层102将低比特率数据置入一系列称为小信元的小数据分组中。然后，MAD子层103将尽可能多的小信元并入每个ATM信元的净荷。ATM信元传送到接收站(如移动业务交换中心)后，在接收站，MAD子层103对这些小信元进行分路(即分离)，由AAD子层102从中提取低比特率数据。由于每个ATM信元同时传送多个数据分组(即多个小信元)，因此显著地改善了可用带宽的利用率。

尽管具有AALm的ATM的带宽利用率高于没有AALm的ATM，但在小信元过长时，例如小信元数据部的长度超过预定长度(如一个ATM信元净荷的长度)时会引起其他问题。首先，过长的小信元会导致大的传输延迟变化。这些延迟变化通常表现为电信信号的“抖动”。为了避免抖动，系统必需在固定延迟上再加一个延迟变化因子，从而增大了总的传输时间。消除抖动是一个复杂的过程，通常需要相当昂贵的设备。此外，诸如语音通信那样的低比特率数据应用对于抖动的不良影响是特别敏感的。

为了纠正过长小信元所引起的问题，提出了AALm100的更新版，如图2所示。图2中的AALm200包括一个分段和重组(SAR)子层201。在发送站，SAR子层201将过长的用户数据分组分段，再由AAD子层202将分了段的用户数据分组置入一系列较短的带宽利用率较高的小信元中。在接收站，SAR子层201在AAD子层202从这些小信元中提取用户数据后重组这些分成段的用户数据。

美国专利申请NO.08/630,578揭示了一种如图3所示的将过长用户数据分组分段的方法。首先，SAR层201将用户数据分组305分成一系列段。除最后一段外，每一段都具有预定的长度。这预定长度例如可以是8、16、32或46个字节。在图3中，各段(除最后一段)的预定长度为16个字节。最后一段的长度反映用户数据分组305的剩余部分，化整到最接近的字节。然后，AAD子层将每一段分别置入一个带适当头标的小信元内。