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CN1168247C - 一种atm变比特率实时业务适配层类型2的实现方法 - Google Patents

一种atm变比特率实时业务适配层类型2的实现方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种AAL2协议层的实现方法，首先在变比特率实时业务适配层类型2协议层内设置用于存放发送数据包的发送缓冲区，和用于存放接收数据包的接收缓冲区，在AAL2的公共子层(CPS)间的节点，即在交换节点利用上述缓冲区指针交换完成AAL2数据的交换，在AAL2与应用层之间的节点，即在终结节点利用上述缓冲区指针交换完成适配层协议处理和适配层与应用层数据的传递；对于语音数据包和分组数据包，在与特定业务有关的拆装子层SSSAR协议层做不同处理，使AAL2层间交换得以实现，并进一步完善了AAL2协议层的实现方案。

Description

一种ATM变比特率实时业务适配层类型2的实现方法
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及第三代移动通信领域中ATM(异步传输模式)变比特率实时业务适配层类型2的实现方法。
背景技术
在第三代移动通信产品中，基本的业务处理均通过ATM承载，语音和数据业务按照协议都通过AAL2(ATM变比特率实时业务适配层类型2)承载，它的协议分层结构如图1所示。AAL2协议分为会聚子层CS和拆装子层SAR，按照与业务的相关性又分为与特定业务有关的CS层SSCS和公共子层CPS，公共子层CPS包括公共部分会聚子层CPCS和拆装子层SAR。其中，SSCS层是为特定业务而设的，而CPCS和SAR子层是必须的。目前，AAL2协议的CPS层SAR协议处理在现有技术中有专用芯片来实现，该芯片实现了CPS分组到ATM信元的SAR处理过程，经过SAR处理与ATM信元进行适配，完成AAL2微通道的复用和解复用。承载在同一条PVC(永久虚信道permanent virtual channel)中的来自不同或相同的AAL2用户的CPS分组经过SAR处理复用到ATM信元中，在接收方又进行相反的处理过程，将ATM信元中承载的AAL2微信元CPS分组经过SAR处理解复用为单个AAL2用户数据包CPS分组。AAL2协议中的CPS分组的数据格式如图2所示，CPS分组由头部CPS-PH和负载CPS-PP两部分组成，CPS-PH包括8bit(比特)的信道标识符CID(Channel Identifer)、6bit长度指示LI(Length Indication)、5bitCPS用户间指示UUI(User-to-User Indication)和CPS分组头部保护HEC(Header ErrorControl)。CPS负载CPS-PP(CPS Packet Payload)长度为1～45或64字节。其中：
(1)信道标识符CID：用来标识AAL2的双向信道，长度为8bit，取值0不用，1用于层管理实体间的通信，2～7保留，8～255可以被SSCS使用。
(2)长度指示LI：表示信息域CPS-INFO的长度，占用6bit，取值0～63，表示CPS-INFO长度为1～64字节，默认CPS-INFO的最大长度为45字节。CPS-INFO的最大长度必须由信令或管理过程设定。
(3)用户间指示UUI：在CPS层透明传输用户控制信息，可区分不同类型的CPS用户，长度5bit。
(4)CPS分组头部差错控制HEC：通过校验保护CPS-PH中的CID、LI和UUI，长度19bit。
CPS分组经过CPS层的SAR处理之后，形成CPS协议数据单元CPS-PDU，其数据格式如图3所示。CPS-PDU长度为48字节，包括8bit开始域STF(Start Field)和CPS-PDU负载区。其中：
(1)偏移量OSF(Offset Field)：存放STF结束位置到CPS-PH或填充字段PAD开始的距离。OSF＝47表示在CPS-PDU负载区没有信息装载，OSF不能大于47。
(2)序列编号SN(Sequence Number)：1bit，对CPS-PDU信息流进行编号。
(3)奇校验P(Parity)：1bit，对STF进行奇校验。
(4)CPS-PDU负载区：可装载0个、1个或多个CPS分组。填充字段PAD用于填充未被使用的部分以补足剩余长度，一个CPS分组可能被装载到两个CPS-PDU的负载区中去。
CPS-PDU经过ATM业务访问点ATM-SAP即成为ATM业务数据单元ATM-SDU，ATM-SDU在ATM层加上信元头后成为ATM信元。
上述使用专用芯片实现的AAL2协议复用解复用过程和CPS层到ATM层的SAR处理，仅完成这一层的部分处理，没有实现其他各层包括SSSAR层(与特定业务有关的拆装子层)、CPS层中的CPCS层(公共部分会聚子层)的处理，也没有实现AAL2数据在CPS层的交换功能，无法实现在AAL2连接的中间节点对于AAL2的CPS包进行AAL2层的交换，不能满足实际应用中的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种针对现有技术已实现的CPS分组进行AAL2层数据包交换和SSSAR协议处理以完善AAL2的方法。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种ATM变比特率实时业务适配层类型2的实现方法，首先，在AAL2协议层内设置用于存放发送数据包的发送缓冲区，和用于存放接收数据包的接收缓冲区，
在交换节点，交换节点是指AAL2的CPS层间的节点，将经过公共子层CPS协议处理后的CPS数据包存放在该虚连接VC的接收缓冲区中，然后根据该VC的虚通路标识符VPI、虚通路中的虚通道标识符VCI和该数据包的信道标识符CID查找所对应的发送VC的VPI、VCI和CID值，将该CPS数据包交换到要发送的VC的发送缓冲区中；在终结节点，终结节点是指AAL2与应用层之间的节点，
对于语音数据包，在接收方向，将经过CPS层协议处理所得的CPS数据包去掉包头后的净荷存放在该VC的接收缓冲区中，然后将该缓冲区数据提交给应用层，在发送方向，应用层将要发送的数据传递给适配层，适配层将数据存放在发送缓冲区中；
对于分组数据包，在接收方向，为每个CID值对应的连接分配用于与特定业务有关的拆装子层SSSAR协议处理的缓冲区，将经过CPS层协议处理的CPS数据包存放在该VC的接收缓冲区中，再进行SSSAR层协议重组处理，重组的完整数据包存放在该CID值对应的SSSAR协议处理的缓冲区中，然后将该VC的相关数据提交给应用层；在发送方向，应用层将要发送的数据传递给适配层，适配层对数据进行SSSAR协议的拆分，处理成CPS数据包，存放在相应VC的发送缓冲区中。
采用上述方法后，通过设置缓冲区，并利用缓冲区进行交换处理，使AAL2层间交换得以实现，并确立了SSSAR子层对语音数据包透明传输而对分组数据包进行拆分重组的解决方法，进一步完善了AAL2协议层的实现方案。
附图说明
图1是本发明方法所涉及的AAL2协议分层结构图；
图2是AAL2协议中的CPS分组的数据格式图；
图3是CPS协议数据单元的数据格式图；
图4是本发明具体实施方式中AAL2交换处理过程示意图；
图5所示为本发明具体实施方式中分组数据包发送和接收过程示意图。
具体实施方式
本发明实现AAL2的方法，是首先在AAL2协议层内设置用于存放发送数据包的发送缓冲区，和用于存放接收数据包的接收缓冲区，上述缓冲区设置是为了将现有技术中用于CPS层到ATM层SAR处理结果与本发明方法进行数据交互，在AAL2的CPS层间的节点，即在交换节点利用上述缓冲区完成ATM变比特率实时业务适配层类型2数据的交换，在AAL2与应用层之间的节点，即在终结节点利用上述缓冲区完成适配层协议处理和适配层与应用层数据的传递。
ATM变比特率实时业务适配层类型2数据的交换是将经过公共子层CPS协议处理后的CPS数据包存放在该虚连接VC的接收缓冲区中，然后根据该VC的虚通路标识符VPI、虚通路中的虚通道标识符VCI和该数据包的信道标识符CID查找所对应的发送VC的VPI、VCI和CID值，将该CPS数据包交换到要发送的VC的发送缓冲区中；
在连接的终结节点利用上述缓冲区完成适配层协议处理和适配层与应用层数据的传递是对语音数据包和分组数据包区别处理：
对于语音数据包，在接收方向，将经过CPS层协议处理所得的CPS数据包去掉包头后的净荷存放在该VC的接收缓冲区中，然后将该缓冲区数据提交给应用层，在发送方向，应用层将要发送的数据传递给适配层，适配层将数据存放在发送缓冲区中；
对于分组数据包，在接收方向，为每个CID值对应的连接分配用于与特定业务有关的拆装子层SSSAR协议处理的缓冲区，将经过CPS层协议处理的CPS数据包存放在该VC的接收缓冲区中，再进行SSSAR层协议重组处理，重组的完整数据包存放在该CID值对应的SSSAR协议处理的缓冲区中，然后将该VC的相关数据提交给应用层；在发送方向，应用层将要发送的数据传递给适配层，适配层对数据进行SSSAR协议的拆分，处理成CPS数据包，存放在相应VC的发送缓冲区中。
将一个缓冲区的内容交换到另一个缓冲区，在传统方法中通常要经过数据的拷贝。在本发明的具体实施中，我们设置用于指向各缓冲区的缓冲区指针，并将缓冲区指针存放于缓冲区队列中，且每条VC分别有自己的接收缓冲区队列和发送缓冲区队列。在此基础上，可如图4所示，ATM变比特率实时业务适配层类型2数据的交换过程中将CPS数据包从接收缓冲区交换到要发送缓冲区的操作是：将该CPS数据包的CID值修改成查找到的发送CID值，对存放接收到的CPS数据包的缓冲区和发送VC的一个空的缓冲区的相应指针进行互换。交换的过程中修改CID值的依据是根据VC接收到的CPS数据包中的CID值和该VC的索引通过交换路由表查找到对应输出的VC索引和CID值，而通过缓冲区指针交换的方式将CPS数据包从接收缓冲区转移到发送缓冲区中，简化了处理过程，并减少CPU资源的占有率，避免大量数据拷贝的操作，对于每条VC，所有接收和发送缓冲区都采用在建立连接时动态申请，在拆除连接时释放的方式，以保证连接的灵活配置。
在终结节点的数据交换，如适配层数据提交给应用层或应用层数据传递给适配层的操作亦可采用缓冲区指针交换的方式，然而通常方法在实施中要不断申请和释放缓冲区或者数据拷贝，在终结节点的协议处理中，为完成适配层和上层的数据交换，亦可采用缓冲区指针交换的方式，从逻辑上讲，互换的缓冲区是不同的，在物理上，缓冲区可能是同一个，本发明的实施方式为：
对于终结节点的语音数据包，在接收方向，将缓冲区数据提交给应用层的操作是将接收缓冲区的指针和该VC的VPI、VCI及CPS数据包的CID提交给应用层，然后从应用层回传一个空缓冲区的指针给适配层，存放在接收缓冲区队列中；在发送方向，应用层将要发送的数据传递给适配层并将数据存放在发送缓冲区中的操作是将存放要发送的数据的缓冲区指针及相应的VPI、VCI和CID传递给适配层，适配层将缓冲区的指针存放在缓冲区队列中，替换出发送缓冲区队列中的一个空缓冲区，并将其指针回传给应用层。语音数据包的长度一般只有20到30字节，在AAL2协议中的SSSAR子层可作透明传输，即在发送时直接从AAL2的上层获取要发送数据缓冲区的指针，交换给一个发送缓冲区指针，并填写包头，然后发送。
对于终结节点的分组数据包，在接收方向，将SSSAR缓冲区数据提交给应用层的操作是将该VC的VPI、VCI、该SSSAR缓冲区的指针及CPS数据包的CID提交给应用层，然后从应用层回传一个空缓冲区的指针给适配层，存放在SSSAR缓冲区队列中；在发送方向，应用层将要发送的数据传递给适配层并将数据存放在发送缓冲区中的操作是将存放要发送的数据的缓冲区指针及相应的VPI、VCI和CID等参数传递给适配层，适配层对缓冲区中的数据进行SSSAR协议的拆分，处理成CPS数据包，存放在VC的发送缓冲区中，并将应用层的发送缓冲区指针回传给应用层。如图5所示，AAL2承载的分组业务，其数据包的长度通常较大，一般在几百至几千字节之间，对于这种业务，需要AAL2的SSSAR子层进行拆分和重组处理。发送时先将上层数据分段拷贝到发送缓冲区中，填写包头，然后发送。接收到长包时，接收到的数据存放在多个接收缓冲区中，先将接收到的数据依次拷贝到一个固定的数据缓冲区中，由于承载于同一条VC中的AAL2用户的CID不同，这些用户的分组业务数据包在发送端经过SSSAR拆分处理之后，形成很多CPS数据包，这些数据包到达接收端后，不同CID的数据包可能会交叉出现，只要每个CPS数据包都按不同CID区分拷贝到不同的缓冲区中，SSSAR重组即可保证正确性。
为了使应用层实现简单，用于语音和分组业务处理的缓冲区和用于拆分重组存放上层数据的缓冲区的大小全部相同。

Claims (6)

1、一种ATM变比特率实时业务适配层类型2的实现方法，其特征在于：在变比特率实时业务适配层类型2协议层内设置用于存放发送数据包的发送缓冲区，和用于存放接收数据包的接收缓冲区，
在变比特率实时业务适配层类型2的公共子层CPS间的节点，即在交换节点，将经过公共子层CPS协议处理后的CPS数据包存放在该虚连接VC的接收缓冲区中，然后根据该VC的虚通路标识符VPI、虚通路中的虚通道标识符VCI和该数据包的信道标识符CID查找所对应的发送VC的VPI、VCI和CID值，将该CPS数据包交换到要发送的VC的发送缓冲区中；在变比特率实时业务适配层类型2与应用层之间的节点，即在终结节点
对于语音数据包，在接收方向，将经过CPS层协议处理所得的CPS数据包去掉包头后的净荷存放在该VC的接收缓冲区中，然后将该缓冲区数据提交给应用层，在发送方向，应用层将要发送的数据传递给适配层，适配层将数据存放在发送缓冲区中；
对于分组数据包，在接收方向，为每个CID值对应的连接分配用于与特定业务有关的拆装子层SSSAR协议处理的缓冲区，将经过CPS层协议处理的CPS数据包存放在该VC的接收缓冲区中，再进行SSSAR层协议重组处理，重组的完整数据包存放在该CID值对应的SSSAR协议处理的缓冲区中，然后将该VC的相关数据提交给应用层；在发送方向，应用层将要发送的数据传递给适配层，适配层对数据进行SSSAR协议的拆分，处理成CPS数据包，存放在相应VC的发送缓冲区中。
2、如权利要求1所述的ATM变比特率实时业务适配层类型2的实现方法，其特征在于：设置用于指向各缓冲区的缓冲区指针，并将缓冲区指针存放于缓冲区队列中，且每条VC分别有自己的接收缓冲区队列和发送缓冲区队列。
3、如权利要求2所述的ATM变比特率实时业务适配层类型2的实现方法，其特征在于：在ATM变比特率实时业务适配层类型2数据的交换过程中将CPS数据包从接收缓冲区交换到发送缓冲区的操作是：
将该CPS数据包的CID值修改成查找到的发送CID值，对存放接收到的CPS数据包的缓冲区和发送VC的一个空缓冲区的相应指针进行互换。
4、如权利要求2所述的ATM变比特率实时业务适配层类型2的实现方法，其特征在于：对于终结节点的语音数据包，在接收方向，将缓冲区数据提交给应用层的操作是将接收缓冲区的指针和该VC的VPI、VCI及CPS数据包的CID提交给应用层，然后从应用层回传一个空缓冲区的指针给适配层，存放在接收缓冲区队列中；在发送方向，应用层将要发送的数据传递给适配层并将数据存放在发送缓冲区中的操作是将存放要发送的数据的缓冲区指针及相应的VPI、VCI和CID传递给适配层，适配层将缓冲区的指针存放在缓冲区队列中，从发送缓冲区队列中替换出一个空缓冲区，并将其指针回传给应用层。
5、如权利要求2所述的ATM变比特率实时业务适配层类型2的实现方法，其特征在于：对于终结节点的分组数据包，在接收方向，将SSSAR缓冲区数据提交给应用层的操作是将该VC的VPI、VCI、该SSSAR缓冲区的指针及CPS数据包的CID提交给应用层，然后从应用层回传一个空缓冲区的指针给适配层，存放在SSSAR缓冲区队列中；在发送方向，应用层将要发送的数据传递给适配层并将数据存放在发送缓冲区中的操作是将存放要发送的数据的缓冲区指针及相应的VPI、VCI和CID等参数传递给适配层，适配层对缓冲区中的数据进行SSSAR协议的拆分，处理成CPS数据包，存放在VC的发送缓冲区中，并将应用层的发送缓冲区指针回传给应用层。
6、如权利要求1或2所述的ATM变比特率实时业务适配层类型2的实现方法，其特征在于：所述缓冲区大小均相同。
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