专利名称：一种信元传输方法
技术领域：
本发明属于电通信技术领域，特别涉及一种综合业务通信网技术。
目前，一般一种通信网传送一种通信业务。电话网传送电话；电报网传送电报，计算机网传送计算机数据。当然，现在计算机网的种类很多，如X.25网、帧中继网、因特网等等。
综合业务通信网是一种能够传送各种各样通信业务的通信网络。有了综合业务网就可以只建设一种通信网，而能够解决各种通信业务的传送问题。这使得通信网的建设、管理和维护都变得简单了。综合业务通信网又分为窄带综合业务通信网和宽带综合业务通信网(英文简写为BISDN)。它们是以能否传送宽带通信业务为区分的。由于综合业务网一般都是以数字式传送的，一般称为综合业务数字通信网。
各种通信网都有自己的信息传送方式。电话网采用电话交换方式；X.25网采用虚电路分组交换方式；因特网采用数据，分组交换方式；国际电话联盟(简称国际电联)规定宽带综合业务数字通信网采用异步传送方式(英文简称为ATM)。ATM也有译为异步转移模式或异步传递方式等。马丁.德.普瑞克在他著的“ATM-A Solution toBISDN”(也见程时端、刘斌译的“异步传递方式-宽带ISDN技术”)中提出ATM的四大特征(1)没有逐段链路基础上的差错控制和流量控制；(2)ATM以面向连接的方式工作；(3)分组头功能降低；(4)信息段长度较小。
所谓逐段链路基础上的差错控制就是说对于每段传输线路，接收端都要进行检错。若发现有传输错误，接收端就要想办法通知发送端重传刚才被传错的数据分组(在ATM中，数据分组又叫信元。)，直到该分组被正确接收为止，逐段链路重发纠错具有很强的抗传输误码能力，但理论上也可证明，在传输误码率非常低的场合，如光纤通信，采用端到端的重发纠错就可以得到非常满意的结果。常规ATM是工作在光纤通信环境下，因而它采用端对端的重发纠错方法。端到端的传送是从一个用户终端开始，中间经过若干个交换机的转发，最后到达另一个用户终端。在端到端的重发纠错中，在各个交换机处不对传输错误进行检测，因而也不进行重发处理。只在接收用户终端处对传输错误进行检测，如果有错，就通知发送用户终端进行重传，直到正确接收为止。
但是，在某些无线网络中，传输条件有时十分恶劣，其一般信道误码率在10-3至10-4，甚至有时低至10-2。这时，仅采用端对端的重发纠错，性能不太理想，会造成数据传输(包括信令的传输)有时难以进行。如果采用逐段链路重发纠错，又会造成语音信元传送延时太大。
在以往的分组通信网中，所有的数据分组都是统一处理的。X.25分组交换网对所有的数据分组都采用逐段链路的逐个数据分组的重发纠错方法。因特网(IP网)和异步传送方式网络(ATM网)则对所有数据分组都不采用逐段传输链路的重发纠错方式，而采用端对端的重发纠错方式。在传输条件比较恶劣的某些无线网络中，当实行异步传送方式时，很难既满足一部分信元要求传送时延小，又要满足另一部分信元要求无差错传送。
本发明的目的是为解决恶劣传输环境下实现综合业务通信的技术问题，提出一种信元传输方法，使信令和数据传输的可靠性提高，又不会造成实时业务信元的传送延时增加。
本发明提出一种信元传输方法，其特征在于1)在信元里设置实时标志，以区分实时业务信元和非实时业务信元；2)对非实时业务信元采用逐段传输链路逐信元的重发纠错方法。
本发明还提出，在重发纠错过程中，还可采用逐比特大数判决的差错纠正方法，本发明对非实时业务信元，还可采用混合采用重发纠错和前向纠错的方法；或对非实时业务信元混合采用前向纠错和逐比特大数判决的重发纠错方法。以取得更好的性能。
本发明提出对不同要求的信元进行不同处理的方法。实际上，不同的通信业务对传送延时和传送误码率的要求有很大的不同。电话、会议电视等通信业务对传送延时要求很小，但对传送误码率要求相对低一些，可以允许有少量的传送误码。普通的数据业务对传送延时的要求较为宽松，但它要求无误码传送。要求传送延时小的通信业务的信元就要不用或尽量少用重发纠错的方法，要求无误码传送而对传送延时要求不高的通信业务信元就可以采用按逐段传输链路的逐信元的重发纠错方法。要求传送延时小的一些通信业务，统称为实时业务；而对传送延时要求不高的一些通信业务，统称为非实时业务。
本发明提出一种新的ATM方式，可以叫做面向业务的ATM方式。在这种新的ATM方式中，对实时业务和非实时业务采用三种不同的处理方式。对实时业务要满足其短延时要求，一般不采用重发纠错的方式，对非实时业务可采用逐段传输链路逐信元的重发纠错方式，以满足其无误传送要求。为了实现实时业务信元和非实时业务信元的区分，本发明提出在信元中设置一个实时标志。实时标志可以是一个比特，也可以是一种比特组合。在传输链路的接收端，根据实时标志来决定是否对接收的信元进行重发纠错。为了减少实时标志在传输过程中的差错，可对信元中的实时标志进行前向纠错保护。
为了实现非实时业务信元的重发纠错，需要在非实时业务信元中设置正向序号和反向序号，还要对整个信元进行CRC编码。正向序号用于对发送的非实时业务信元进行按顺序编号。反向序号用于向对端确认非实时业务信元的正确接收情况。序号长度一般取3比特至7比特。下面我们取正向序号和反向序号皆为4个比特，以此为例说明甲、乙两地信元传输的工作过程。甲地发送端发送非实时业务信元时，每发送一个信元，将信元中的正向序号增1，因而正向序号依次为0至15，再回到从0开始。在乙地的接收端，如果正确接收了正向序号为0的信元，就将发送端中即将发送的信元中的反向序号置为0，意即通知甲地乙地已正确接收了正向序号为0的信元。假如其后正向序号为1的信元在传输中发生了误码，则乙地向甲地发送的非实时业务信元中的反向序号就保留为0，即使随后的正向序号为2、3、4的信元都已正确接收。甲地发现正向序号为1的信元未得到确认，就重新向乙地发送正向序号为1的信元。若传输正确，乙地就将向甲地发出的信元中的反向序号设为4，以示正向序号为4及之前的信元都已正确接收，要求重发正向序号为5的信元。这里，要求发送端发出的未得到确认的信元数不得超过16个。
为了降低正向序号和反向序号的传输差错率，可以对正向序号和反向序号采用前向纠错保护方式。
为了进一步提高纠错效果，本发明又提出在对非实时业务信元采用重发纠错中，进一步采用逐比特大数判决的纠错方法。具体做法是这样的，假如正向序号为1的信元发生传输错误，则过一些时间就会重新发送正向序号为1的信元。如果随后两次重发都发生错误，这时已收到三个正向序号为1的信元样本。就可以采用三取二的大数判决方法，进一步进行纠错。就是说，对三个正向序号为1的信元的第N个比特(共有3个第N比特)进行互相比较。若两个为1，则判正向序号为1的信元的第N比特为1；若两个为0，则判正向序号为1的信元的第N比特为0。通过采用逐比特大数判决后得到的信元的差错率会有很大的下降。当然，也可以等收到5个重复发送的信元后采用5取3的大数判决方法来纠错。同理，还可以采用七取四，九取五，.......。
本发明又提出将前向纠错方法和重发纠错方法相结合，以进一步提高纠错效果。前向纠错码可以采用BCH码、RS码等不同的纠错码。前向纠错可对整个信元进行纠错，也可仅对信元的信息域进行纠错。这两种纠错方法可这样结合起来。在接收端，先进行前向纠错，再利用CRC检查信元是否有传输误码。如果有误码，就通过重发来纠正。在重发纠错中，可以采用逐比特大数判决的差错纠正方法，也可以不采用逐比特大数判决的纠错方法。
本发明提出的这些方法可实现在传输误码率高达10-2时仍能保证ATM网正常工作。
实施例实现本发明的一种实时业务信元的结构可表述如下头2个字节为虚电路号，信息域类型和信元丢失优先级标志，第3-4字节为头2个字节的差错控制编码。第5字节的前四个比特为正向序号，后四个比特为反向序号，第6字节的第1个比特为实时标志，第6字节的后四个比特和第7字节一起作为正向序号，反向序号和实时标志的差错控制编码，第8字节至第55字节作为用户数据域，第56字节和第57字节作为CRC编码，第58至第63字节作为用户数据域和CRC字节的RS编码。
前向纠错和重发纠错的实现方法一般差错控制参考书都可见到，不再赘述。
CRC编码负责检查从第1字节至第57字节是否有传输错误。RS编码负责纠正第8字节至第63字节中的传输误码。这里，一共使用了三次前向纠错编码。第一次是对头四个字节，第二次是对第5至第7字节，第三次是对第8至第63字节。在接收端，先进行这三次前向纠错，然后用CRC检查信元是否有传输错误。若有错，就采用前面所述的重发纠错方法进行纠错。
权利要求
1.一种信元传输方法，其特征在于1)在信元里设置实时标志，以区分实时业务信元和非实时业务信元；2)对非实时业务信元采用逐段传输链路逐信元的重发纠错方法。
2.如权利要求1所述的信元传输方法，其特征在于，在该重发纠错过程中采用逐比特大数判决的差错纠正方法。
3.如权利要求2所述的信元传输方法，其特征在于，对该非实时业务信元，混合采用重发纠错和前向纠错的方法。
4.如权利要求2所述的信元传输方法，其特征在于，对该非实时业务信元混合采用前向纠错和逐比特大数判决的重发纠错方法。
全文摘要
本发明属于电通信技术领域,涉及一种信元传输方法,包括:1)在信元里设置实时标志,以区分实时业务信元和非实时业务信元;2)对非实时业务信元采用逐段传输链路逐信元的重发纠错方法。在重发纠错过程中,可采用逐比特大数判决的差错纠正,对非实时业务信元,可采用混合采用重发纠错和前向纠错或混合采用前向纠错和逐比特大数判决的重发纠错方法。本发明使信令和数据传输的可靠性提高,又不会造成实时业务信元的传送延时增加。
文档编号H04L1/24GK1263392SQ0010336
公开日2000年8月16日 申请日期2000年3月3日 优先权日2000年3月3日
发明者林孝康 申请人:清华大学