专利名称：计量触发闭环atm连接接纳控制方法与电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数字信息传输以交换功能为特征的网络的分组交换系统，尤其涉及一种在ATM(异步转移模式，Asynchronous Transfer Mode)通信网络中的流量控制(也称作业务量管理)方法及其实现技术方案。
流量控制机制是ATM通信网络(或基于ATM的多业务网络)实现其对资源统计复用目标的根本手段。CAC(连接接纳控制，Call Admission Control)是ATM通信网络中流量控制体系的核心部分，是进行资源分配和保证用户QoS(服务质量，Quality of Service)要求、充分利用网络资源和避免网络发生拥塞的主要措施。
按照ITU(国际电信联盟，International Telecommunication Union)和ATM论坛的定义，连接接纳控制(CAC)是网络在新连接申请建立的时刻，根据新连接的业务特征(用流量参数表征)、服务质量要求和网络资源(带宽、缓冲区)的当前状况而进行的一系列动作，对是否接纳此连接申请作出判断。只有当网络中有足够资源保证新连接的服务质量(QoS)要求，同时网络中其它已经建立的连接的服务质量(QoS)不会因为它的接入而受到损害时，新连接申请才被接纳，否则被拒绝。
连接接纳控制(CAC)要同时满足两个目标保障所有已接纳连接的服务质量(QoS)和有效地提高网络资源利用率。
国际电信联盟和ATM论坛的目标在于将上述的操作作为要被标准化的ATM通信网络中ATM交换系统的操作。但是，具体的控制方法或实现方法不是标准化的目标。在实现中，不但要达到上述的两个目标外，连接接纳控制(CAC)还应当简单，有效，实时地作出新连接接纳与否的判断，即要求算法的计算成本不能过高；同时由于处理对象的复杂，ATM网中的连接业务类型多而且服务质量(QoS)要求各不相同，连接接纳控制(CAC)还应具有灵活性和强健性。
现有的连接接纳控制(CAC)研究工作取得了许多理论成果，但更多集中于理论分析，真正能够与工程实际紧密相结合的方法不多。主要问题有四点其一，连接接纳控制(CAC)事实上是一种开环控制，只是在用户申请建立连接的时刻做接纳与否的判断，一旦连接被接纳入网，连接接纳控制(CAC)就完成了自己的功能，而后对连接不再做任何控制；所以，只有当连接接纳控制(CAC)做判决的基础(即连接的流量参数)确实准确而且在连接整个生存期中保持不变，同时又能够被网络UPC(用法参数控制，Usage ParameterControl)功能所监管，才能保证连接接纳控制(CAC)的有效性，否则判断便失去了准确的基础，流量控制会变得误差极大或毫无意义。
常见的做法是针对某种类型的业务流选取一种数学模型作为信源，进行排队分析。这种方法具有许多局限性首先是所采用的信源参数过多过复杂，许多是无法被网络用法参数控制(UPC)来监管的；另外，计算实时性不佳。所以只具有理论指导意义而难以实用化；其二，即使连接的流量参数都可以被用法参数控制(UPC)监管，在实际中让用户来向网络提供精确的信源参数也是困难和不符合实际情况的。不准确的信源参数将直接影响到连接接纳控制(CAC)进行资源分配，对用户或网络利益造成损害；有些用户倾向于向网络申请较多的资源，从而造成网络利用率的降低；又有些用户则申请较少的资源，从而影响其他连接的服务质量(QoS)；其三，ATM通信网络业务的多样性使得寻求一种精确刻划业务特征的方法越来越困难。同时，只依靠在连接申请时刻所提供的流量参数进行判断不能得出一个优化的连接接纳控制(CAC)，因为目前国际电信联盟和ATM论坛给出的流量参数只提供了业务参数的上界而不是实际的业务特征信息，换言之只是一种静态参数。另外，ATM流量控制的主要研究对象实时VBR(可变比特速率，Variable Bit Rate)业务越来越体现出长相关、自相似以及时变特性，也使得传统信源模型在长时段上不再适用；其四，假设倘若信源参数本身就是一种时变参量，在接纳入网后的生存期内发生较大变化时，如果使得实际占用的资源少于分配资源，即网络中实际资源有富裕时，仍有可能因为连接接纳控制(CAC)只根据在连接提交申请时刻的参数进行资源分配，使得此时新申请建立连接遭到不合理的拒绝，这就降低了网络资源的利用率，与ATM通信网络试图实现资源的统计复用的初衷是不相符合的。
由于这些问题的存在，在实际应用中通常牺牲网络资源利用率，采用简单的方法如峰值分配法、等效带宽法等来完成连接接纳控制(CAC)，这样就不能够真正达到ATM通信网络中连接接纳控制(CAC)的两个目标。
在这种情况下，研究人员提出了闭环连接接纳控制(CAC)的想法，即在连接生存期间不断地实际测量、估算信源的业务参数，通过在线测量业务参数，引入反馈信息，定时更新网络资源分配表使之反映真实情况，并依此来作为新连接申请的连接接纳控制(CAC)判决基础，这样利用了开环连接接纳控制(CAC)算法在一个短时段中的精确结果，同时又不断调整工作点，进行闭环控制，在整体上做到了对资源的动态分配，从而提高了网络资源利用率。这种方法也称作基于测量的连接接纳控制(CAC)方法或闭环连接接纳控制(CAC)方法，在本说明书中两种提法等价。
但在实现中，基于测量的连接接纳控制(CAC)方法仍遇到许多难题其一，如何决定测量周期，即测量窗口的大小取值问题。
测量周期是决定基于测量的连接接纳控制(CAC)算法性能优劣的最重要参数之一。对单个连接而言，较大的窗口会导致估值的保守，而较小的窗口会导致估值过大，当然可以考虑结合多个窗口的测量结果来估算参数。但当连接数目较大时，问题将变得复杂，实现难度增大。这个问题是无法回避的。
其二，对不同类型业务只有在不同的时间尺度上进行测量，反馈方法才能取得预期有效的控制效果。
由于业务特性的差异，不同的连接应当选取不同的间隔才能使得测量过程充分，得到较准确的参数估计值。也就是说，测量周期必须因连接而异，体现出一定的自适应性。对于低速率业务，可取较长的测量周期；对于高速率业务可取较短。这样做的实际背景和依据是对于低速率业务而言，并不能从中“挤”出太大的动态资源，动态资源的主要提供者是高速率业务，对这种业务进行动态监视才是获取较高网络资源利用率的主要目的所在。
其三，即使确定了各个连接的测量周期，其在工程实现上难度也太大。
现有的基于测量的连接接纳控制(CAC)算法处理测量周期的思路都是设置一个定时器，一旦计时到达则触发读取测量值这一事件，这种模式可称为计时触发模式。对于建立时间不同，测量周期不同的大量连接进行连接接纳控制，算法中必须对每个连接设置一个定时器，同时连接接纳控制应在连接生存期间不断地查询测量参数，在实际工程中，因为连接接纳控制(CAC)是定时的发起者，除了做判断外，再加上定时等待，参数读取等操作，最重要的是在触发时刻需要从硬件获取所有此类连接的测量值，这种数据采集的工作量对硬、软件的要求太高；另外，可能有若干类业务同时满足触发条件，由于采集量过大和竞争、调度等问题，再加上由此带来的信令重协商操作，极易导致系统瘫痪。
正是因为这些难点，闭环连接接纳控制(CAC)只局限于理论研究阶段，而无法在工程实现中得以应用，也就无法达到对资源的动态分配、提高资源利用率的初衷。
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的主要目的是提出一个完整的实用化的基于测量的(闭环的)连接接纳控制实现技术方案，包括硬件芯片电路和软件算法。实现了闭环连接接纳控制，做到了对网络资源的动态分配，从而提高ATM通信网络资源利用率。
针对闭环连接接纳控制(CAC)方法实现中的首要难题，本发明提出了一种解决测量周期问题的办法，称为计量触发模式，完全由硬件芯片电路实现；同时提出与之配合使用的前后台连接接纳控制(CAC)算法，前台连接接纳控制(CAC)算法与传统的连接接纳控制算法一样，后台算法则根据硬件芯片上报的测量值在整个连接生存期内更新网络资源表，前台算法得到各连接的静态工作点，而后台算法对其进行滚动优化。这两者的结合使用，提出了一种实用化的闭环连接接纳控制方案。
本发明是这样实现的流量控制芯片通过硬件计量触发更新系统资源参数和含CAC软件的CPU中CAC资源表相连接，CAC资源表通过资源查询和更新和CAC判决模块连接，CAC判决模块通过用户建链请求和应答和交换核心相连，交换核心通过流量监控和测量和流量控制芯片相连。其中流量控制芯片包括流量控制模块和计量触发模块。其中流量控制模块包括峰值速率用法参数控制模块，可持续速率用法参数控制模块，包丢弃模块和统计模块，前三个模块和统计模块相连。计量触发模块包括全局时钟模块，触发时刻模块，信元统计模块和快速缓存模块，前三个模块和快速缓存模块相连。
流量控制芯片的硬件处理流程是开始→收连接号→从快速缓存里读取信元数和上次触发时刻→收合法信元接收信号→读取触发时刻信元计数器增加1→判断信元数到设定值？是则信元数清0、置上次触发时刻为本次、发送连接号、触发时刻等参数到CPU→开始；否则置上次触发时刻为本次、更新快速缓存中信元计数器值→开始。
含CAC软件的CPU中的CAC判决模块的流程为状态0下面有自信令，自网管和自硬件更新，自信令分别为呼叫到达→CAC运算→接受判断，若是则更新工作组→更新带宽资源表→去信令呼叫接纳→状态0；否则去信令呼叫拒绝→状态0。呼叫释放→更新工作数组→更新带宽资源表→去信令呼叫释放完成→状态0。自网管分别为复位设置→复位设置处理→去网管报告消息→状态0。系统查询→查询处理→去网管报告消息→状态0。自硬件更新为参数更新→更新工作数组→更新带宽资源表→状态0。
含CAC软件的CPU中的CAC资源表见图6所示。
下面，对其硬件芯片及相关电路平台和软件算法模块的实现等方面逐一阐述。
本发明采用计量触发模式，即，用被监测连接的到达信元作为基本输入事件，用该连接某一预先设定数量的信元是否全部到达事件作为触发条件，触发CAC更新算法，通过用硬件芯片电路测量预先设定数量信元全部到达所用的时间，来估算CAC算法中所需要的真实业务参数，并完成对系统资源表的更新，保证该表反映网络系统当前真实的资源利用情况。
根据现有的硬件水平，本发明设计了流量控制芯片TC simple专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)，用来实现对每条连接的业务流量参数实时测量功能，为了功能的完整性，同时也完成对流量参数的用法参数控制(UPC)功能和统计功能。
具体方法是所有被该芯片监测的连接保持一个计数器，并预先设定一个全局统一的计数值N作为触发条件阈值。当一个信元到达时，流量控制芯片检查相应连接的计数器值是否超过阈值，若没有，则计数器值进行累加；当计数器的值达到N时，则认为此连接的一个测量周期结束，该计数器被清零，然后触发连接接纳控制(CAC)更新算法，根据测量值估算此连接的业务参数，再更新连接接纳控制(CAC)算法资源表中的相应表项。
本发明同传统的思路，即用定时器实现测量周期的行为控制不同，本发明将传统的定时驱动方式转变为以“预定数量信元到达事件发生”为标志的事件驱动方式，本发明中，这种模式为计量触发模式。
在如上所述的硬件平台上，软件的实现上采用前后台结合的连接接纳控制算法。具体方法是系统中保存一张资源表，描述整个系统当前的网络资源使用状况，包括每一条连接的流量参数和对应分配的资源；前台连接接纳控制(CAC)算法与传统的开环连接接纳控制(CAC)一样，负责连接在申请建立阶段的处理，简单快速给出接纳与否的判决，生成资源表相应表目的初始值；后台算法则根据硬件上报后的测量值在整个连接生存期内来不断更新网络资源表，使得后续来的连接申请的连接接纳控制(CAC)判断在最新的资源状况下进行。后台算法只有在前台算法接纳连接时才被启动。由前台连接接纳控制(CAC)算法得到各连接的静态工作点，而后台连接接纳控制(CAC)算法对其进行滚动优化。同时在后台资源更新算法中，也使用相同的方法以保持一致性。
本发明和现有技术相比具有如下优点其一，用硬件芯片实现计量触发，使得连接接纳控制(CAC)软件工作大为简化。由于此时用硬件(流量控制芯片)来实现测量并作为读取测量值这一事件的发起者，使连接接纳控制(CAC)软件不用设置复杂的定时器，从而可以方便地分解为前后台实现方案；前台算法负责实时性要求高的操作如连接在申请建立阶段的处理，简单快速给出接纳与否的判决，这符合实际中用户/网络协商的实际情况；如果接纳，则启动后台算法在连接生存期间接收来自流控芯片的计量触发，更新当前时刻的资源分配表，从而达到既保证实时性，又动态分配资源的目标，且实现成本低；这都得益于测量过程从连接接纳控制(CAC)算法中用硬件方式独立出来，并用类似中断方式结合进连接接纳控制(CAC)软件的结果；其二，由于是计量触发，当计数值预先设定，对不同速率的连接测量时间间隔自然不同，测量间隔对不同速率的连接体现出自适应性。对不同连接设定相同单一的约定数量N这一思想在实现上很简便，通过寄存器操作就可以方便地进行设置与修改；其三，由于是计量触发，即使对于同一连接，在不同时段的测量间隔也不尽相同，这体现出测量间隔对单个连接的自适应性，同时也说明用这种模式能够较准确地跟踪业务的变化；其四，由于信元是串行到达，因此连接接纳控制(CAC)的更新算法是顺序执行，只要在一个交换周期内更新完即可，避免了计时触发模式中需要在一个交换周期中对一大批连接做连接接纳控制(CAC)更新的可能，从而降低了对CPU处理能力的要求；其五，设计方案中流量参数的测量和资源的更新都不需要通过信令的参与，这不但提高了算法的实时性，而且避免了采用计时触发方式的重协商带来的大量信令开销以及可能导致网络拥塞的无效业务流量；其六，本发明具有开放性和兼容性，可以利用当前最先进的连接接纳控制(CAC)方法作为前台连接接纳控制(CAC)算法；其七，这个方案完全符合国际电信联盟(ITU)和ATM论坛的现行标准。
与现有技术相比，本发明通过采用计量触发模式的专用流量控制硬件芯片电路以及与前后台连接接纳控制(CAC)算法软件相结合，完成了闭环连接接纳控制(CAC)(基于测量的连接接纳控制(CAC))方法的实现，克服了开环连接接纳控制(CAC)不精确等缺点，实现了资源的动态分配，在满足保证服务质量(QoS)要求的同时，提高了ATM网络资源的利用率。
下面将结合附图对实施例进行详细的说明。
图1为现有技术方案框图。
图2为本发明技术方案框图。
图3为本发明的硬件功能框图。
图4为硬件模块处理流程图。
图5为软件模块SDL图。
图6为CAC资源表格式。
本发明实施例为计量触发的闭环ATM连接接纳控制方法与电路，在详细讨论本发明前，涉及ATM流量控制的一般考虑由以下背景技术提供，典型的ATM流量控制系统如图1所示，由三个主要单元组成ATM交换核心(或总线交换控制器)3，流量控制芯片1和包含连接接纳控制(CAC)软件的CPU 5。
交换核心3与流量控制芯片1之间为流量监控信号2，交换核心3与包含连接接纳控制(CAC)软件的CPU 5之间是用户建链请求和应答4。
对应于本发明的技术方案框图如图2所示。
本发明在流量控制芯片1中增加了流量测量功能和计量触发功能，交换核心3与流量控制芯片1之间为流量监控和测量信号2，在流量控制芯片1和含连接接纳控制(CAC)软件的CPU 5之间引入了硬件定量触发与更新资源参数信号6，含连接接纳控制(CAC)软件的CPU 5上的连接接纳控制(CAC)软件由连接接纳控制(CAC)资源表8和连接接纳控制(CAC)判决算法7组成，这两者之间由资源查询和更新消息9来连接。
由图中的连接关系体现了“闭环”连接接纳控制的含义。
本发明硬件部分的实现功能框图如图3所示。
和传统流量控制芯片不同，图3中流量控制芯片1是专用集成电路，命名为TC simple，它可实现符合国际电信联盟和ATM论坛所要求的针对峰值信元速率和可持续信元速率的用法参数控制(UPC)功能，包丢弃功能(PD，PacketDiscard)，在每条虚电路级别统计的基础上实现基于测量的连接接纳控制(CAC)，即闭环连接接纳控制(CAC)功能，这是本发明硬件部分的关键。
流量控制芯片1可作为一般交换核心(或总线交换控制器)3的外挂式流量控制芯片，它与交换核心间的接口信号有如下内容● 连接标号21，● 信元丢失优先级输入22，● 净荷类型22，● 合法信元接收22，● 存储更新指示22，● 包丢弃使能23，● 包丢弃状态23，● 信元丢失优先级输出24，● 流控输出控制24。
每个连接的流控参数的位置和连接标号21间有一一对应的关系，建立连接时在相应位置写上相应的流量控制参数和操作属性；峰值速率用法参数控制模块111和可持续速率用法参数控制模块112对用户信元的处理过程为在交换机的输入周期，根据交换核心3送出的连接标号21，信元丢失优先级输入22，净荷类型22，合法信元接收22，调出相应位置的用法参数控制(UPC)参数，根据标准的通用信元速率算法(通常是漏桶算法)进行判决控制，并立即送出信元丢失优先级输出24，流控输出控制24，然后监控存储更新指示22，察看交换核心3处理是否正确；
包丢弃模块113对用户数据的处理过程为在交换机的输入周期，根据交换核心3送出连接标号21，存储更新指示22，调出相应位置的包丢弃参数包丢弃使能23，包丢弃状态23；如果包丢弃使能23有效，存储更新指示22值为0指示相应信元被丢弃，则置位包丢弃状态23，通过流控输出控制24指示交换核心3丢弃后续到来的相应包的信元；连接接纳控制(CAC)统计模块114对峰值速率用法参数控制模块111和可持续速率用法参数控制模块112、包丢弃模块113上报的每个连接的各种状态信息进行统计，这些信息可用于实现ATM网络管理的计费功能。
这四个模块构成了流量控制模块11。
本模块中最关键的部分是计量触发模块12，即计量触发的实现部分，在图3中为● 全局时钟模块123，用于给出当前时刻● 触发时刻模块124记录了每个连接上一次触发的时刻● 信元统计模块122统计了每个连接自上一次触发以来到达的的信元数● 快速缓存模块121作为计量触发模块12与含连接接纳控制(CAC)软件的CPU模块5进行通信的快速缓存区。
图4为本发明中计量触发功能具体实现的处理流程系统初始化后，上电工作，开始步骤100；进入步骤101为流量控制芯片1等待交换核心3发来的消息，根据交换核心3送来的当前处理信元所属的连接号；步骤102从快速缓存模块121中取出相应的本连接自上一次触发以来到达的信元数，和本连接上一次触发的时刻；进入步骤103等待该连接合法信元的到达，当一合法信元到达时，交换核心3将送来一合法信元接收22信号，步骤104读取此时的触发时刻，并对当前计数值加一；进入判断步骤105，如果发现本连接自上一次触发以来至今到达的信元总数达到了本方案“计量触发”里预先设定的量值N时，就进入步骤106，把快速缓存模块121里的本连接上一次触发的时刻改为刚记录的本次触发时刻，同时把快速缓存模块121里的本连接自上一次触发以来到达的的信元数清零，然后把本连接号21，本次触发时刻，上次触发时刻送到后台连接接纳控制(CAC)软件运算部分，然后返回步骤100；如果本连接自上一次触发以来至今到达的信元总数未达到本方案“计量触发”里预设的量N时，则进入步骤107，把快速缓存模块121里的本连接上一次触发的时刻改为刚记录的本次触发时刻，同时把快速缓存模块121里的本连接自上一次触发以来到达的的信元数更新为计数器当前值，然后返回步骤100。
本发明软件部分即前后台连接接纳控制(CAC)算法的实现SDL图如图5所示。
整个系统的操作系统采用实时多任务操作系统，各模块之间的通信机制采用消息队列方式，程序使用标准C语言编写，运行位置是在交换机侧。
在这些流程图中指示的每一个步骤或决定，在实际执行的程序中，可包含一个或多个步骤，每一个步骤往往自身就是一个完整的子程序。这些步骤的编程属于中等程序员所熟悉的，故为简化起见，在此不做详述。
下面以等效带宽法为例，作一描述。
前台算法所需要的连接信源流量参数在连接申请建立时由信令提交，根据ATM通信网络当前资源状况和服务质量(QoS)要求，得出应当分配的带宽值(等效带宽)，如果当前空余资源足够，则接纳该连接，然后更新资源表中相应的表目。
当采用等效带宽法作为开环连接接纳控制(CAC)算法时，有令C为链路带宽，Cf为空余带宽，Ci(i＝1，2，....K)为K个连接的等效带宽，则有Cf=C-Σi=1KCi]]>当第K+1个连接申请建立时，利用前台算法得出其等效带宽值Ck+1，若Cf＞Ck+1，则接纳，否则拒绝。
后台算法在连接被接纳入网之后，即启动流控芯片进行流量测量和监控。通过测量过程来得到所需参数的估计值，即通过有限、快捷的测量，来准确估计业务的真实参数；根据这个估计的参数，进一步更新系统资源表。在本方案中，参数的估计是通过硬件进行计量测量，同时考虑到参数的变化趋势来对测量值进行修正得到的。后台连接接纳控制(CAC)算法根据新近测量值和估算的参数值，采用与前台算法中相同的内核来计算等效带宽Ck+1new，然后更新资源表中相应的表项，由此使得Cf能够随时反映网络资源真实使用情况，为后续连接接入判断提供了符合实际的基础。
采用这种方式的另一个实际物理背景是，在测量间隔(不使用“周期”一词，以示计量触发模式同计时触发模式的区别)内可认为业务流特性变化不大。这样，利用前台连接接纳控制(CAC)方法相当于得到一个静态工作点，而后台连接接纳控制(CAC)算法对其进行滚动优化，达到最优效果。
连接接纳控制(CAC)程序经过初始化后首先进入步骤200即零状态。在零状态时，程序不断检测自身的消息队列，当收到信令或网管发来的消息后，连接接纳控制(CAC)首先把消息读入缓冲区内，然后根据消息类型，进行相应的处理，最后把处理结果仍以消息的形式回送到信令或网管的消息队列中，连接接纳控制(CAC)程序又返回零状态。
连接接纳控制(CAC)接收到的消息主要有以下几种● 自网管的复位消息，连接接纳控制(CAC)除了完成自身的复位，还要进行永久虚电路(PVC)的设置和交换机出局端口的设置。● 自网管的查询消息，连接接纳控制(CAC)给网管回送所查询的端口信息。● 自信令的呼叫接纳请求消息，连接接纳控制(CAC)要判断新连接是点到点的连接还是点到多点的连接，并做出相应的运算结果。如果是出局连接，还要由连接接纳控制(CAC)指定一个出局端口。最后，发出接纳与否的判断结果，并修改自身资源表。● 自信令的呼叫释放请求，连接接纳控制(CAC)删除连接，并修改自身资源表。
以上部分是连接接纳控制(CAC)的前台软件实现部分。前台软件使用连接建立时由信令提交的流量参数如峰值信元速率，可持续信元速率，突发容限等，作为进行连接接纳与否判断的依据。系统中保存一张资源表，描述整个系统当前的资源使用状况，包括每一条连接的流量参数和对应分配的资源。
后台连接接纳控制(CAC)软件部分对应于SDL图(图5)中的第三个分支，即“自硬件更新”分支。描述如下步骤200为状态0；进入步骤201等待接收来自硬件电路的参数更新事件消息6，即如上所述的流量控制芯片1发来的计量触发事件送来的信号，接收到该消息，进入步骤202，更新工作数组，进入步骤203，对系统的带宽资源表进行更新，返回步骤200。
下面介绍带宽资源表的更新算法。
资源列表描述资源的利用情况，每个连接在资源表中的格式如图6所示。仅以可持续信元速率(SCR，Sustainable Cell Rate)最为待估计参数。
表中， 和 分别为第i个连接在本次和上一次的参数估计值。
参数估值方法如下采用实际测量值，而且考虑到测量值的变化趋势，来初步估算可持续信元速率(SCR)SC^Ri(j)=SC‾Ri(j)+βSC‾Ri(j)-SC^Ri(j-1)ΔT(β>0)]]>式中， 即SCR测量值，ΔT为测量时长，β为加权因子，后一项代表SCR变化趋势，这样就能更准确地反映真实流量特性。
最后，考虑到在实际应用中，如果上述估计值大于连接建立时的申请值，即资源表中的值时，应当选取后者作为估计值。即SC^Ri(j)=min{SCR,SC^Ri(j)}]]>这是因为用法参数控制(UPC)是根据信令给出的原始参数SCR而设定的，当 值大于SCR时，说明用户违约，这时由用法参数控制(UPC)对违约信元进行了非一致性判决，使得实际有效用户信元速率仍然保持可持续信元速率(SCR)，因此就避免了给该连接多分配资源，这就到达了本方案的预期效果充分利用用户的多余带宽，同时严格遵守用户和网络间的流量约定，避免了恶意用户滥用流量。
异常处理部分的考虑。
考虑这样一种小概率事件即所有的用户流量都在向其预先申请的量靠拢，这就可能导致用户的服务质量(QoS)要求下降。其实这也是统计复用固有的问题，为了避免出现这种情况，可在做连接接纳控制(CAC)带宽分配时，留出10％～15％的保护带宽。而在严重拥塞时，可以指示交换核心3依据一定的准则进行拆链，这是符合通常的工程实际考虑的。
总之，本说明书所说明的是计量触发的闭环的ATM连接接纳控制方法与电路。本发明的实施例已经被阐明，由本领域技术人员做出的各种变化或改型都不会脱离本发明的范围。
权利要求
1.一种计量触发的闭环ATM连接接纳控制(CAC，Call Admission Control)方法，其特征在于在含CAC软件的CPU中，CAC软件是一种前后台算法，该算法通过与流量控制芯片的配合使用，完成闭环CAC，前台算法与传统的开环CAC一样，后台算法则根据硬件上报的测量值在整个连接生存期内更新网络资源表，前台CAC算法得到各连接的静态工作点，而后台CAC算法对其进行滚动优化；预先设定一个全局统一的计数值N作为后台CAC算法更新网络资源表触发条件阈值；当一个信元到达时，流量控制芯片检查相应连接的计数器值是否超过阈值，若没有，则计数器值进行累加；当达到N时，认为此连接的一个测量周期结束，计数器清零，然后触发CAC更新算法。
2.一种计量触发的闭环ATM连接接纳控制方法的实现电路，包括ATM交换核心，流量控制芯片，含CAC软件算法的CPU，其特征在于流量控制芯片通过硬件计量触发更新系统资源参数和含CAC软件的CPU中CAC资源表相连接，CAC资源表通过资源查询和更新和CAC判决模块连接，CAC判决模块通过用户建链请求和应答和交换核心相连，交换核心通过流量监控和测量和流量控制芯片相连；流量控制芯片电路包含有采用计量触发模式的业务参数测量功能的专用集成电路，在流量控制芯片和含CAC软件的CPU之间引入了硬件定量触发与更新资源参数信号，实现闭合的控制环路。
3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于所述的流量控制芯片是能实现计量触发的，它包括部件全局时钟模块，用于给出当前时刻；触发时刻模块，记录了每个连接上一次触发的时刻；信元统计模块，被所述的流量控制芯片监测的连接，都在信元统计模块保持一个计数器，统计了每个连接自上一次触发以来到达的的信元数；快速缓存模块，作为计量触发模块同含CAC的CPU模块进行通信的快速缓存区；峰值速率用法参数控制模块；可持续速率用法参数控制模块；包丢弃模块；统计模块。
4.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于所述的含CAC软件的CPU中CAC判决模块，资源表更新采用如下算法SC^Ri(j)=SC‾Ri(j)+βSC‾Ri(j)-SC^Ri(j-1)ΔT(β>0)]]>式中， 和 分别为第i个连接在本次和上一次的参数估计值， 即SCR测量值，ΔT为测量时长，β为加权因子，后一项代表SCR变化趋势，SC^Ri(j)=min{SCR,SC^Ri(j)}]]>
全文摘要
计量触发闭环ATM连接接纳控制方法及电路是由流量控制芯片经硬件定量触发更新系统资源参数连含CAC软件的CPU中CAC资源表,其表经资源查询和更新连CAC判决模块,其模块经用户建链请求和应答连交换核心,其核心经流量监控和测量连流量控制芯片构成,采用实现计量触发模式的流量控制专用集成电路,完成连接流量参数的在线测量估算,结合前后台CAC算法,实时更新CAC资源表,实现对不同类型连接的基于测量的连接接纳控制,提高了网络资源利用率。
文档编号H04L12/40GK1373587SQ0110904
公开日2002年10月9日 申请日期2001年2月28日 优先权日2001年2月28日
发明者叶栋, 高宏, 丁炜 申请人:北京邮电大学