RU2335085C1

RU2335085C1 - Method for organisation and control of data burst transmission and device for its implementation

Info

Publication number: RU2335085C1
Application number: RU2006144543/09A
Authority: RU
Inventors: Александр Васильевич Гармонов (RU); Александр Васильевич Гармонов; Юрий Николаевич Прибытков (RU); Юрий Николаевич Прибытков; Александр Александрович Лавлинский (RU); Александр Александрович Лавлинский; Андрей Юрьевич Савинков (RU); Андрей Юрьевич Савинков
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Кодофон"
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-09-27
Also published as: RU2006144543A

Abstract

FIELD: physics.

SUBSTANCE: invention is related to the field of data transmission and may be used for adaptive centralised control of data burst transmission, which is applied at the second level of model of ISO wireless system of data transmission. Increase in communication systems bandwidth is achieved due to the application of adaptive planning of transmission and provision of guaranteed quality of servicing, which consists in performance of requested parameters of transmission, such as delay, change of delay, rate of transmission, etc. Novelty of this technical solution consists in separate processing of different channels of data and application of data transmission characteristics and resource of transmission channel in operation. Increase in bandwidth is also aided by adaptive control of data flows, which makes it possible, in case of insufficient bandwidth, to suspend data flow in channels with non-performed guarantees of service quality and restore data flow with sufficient resource of bandwidth. Possibility of accounting of any parameters of servicing quality allows using this invention in whatever applications of data transmission.

EFFECT: increase in communication systems bandwidth.

11 cl, 4 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области передачи данных и может быть использовано для адаптивного централизованного управления передачей пакетов данных, который применен на втором уровне модели ISO беспроводной системы передачи данных.The present invention relates to the field of data transmission and can be used for adaptive centralized control of the transmission of data packets, which is applied at the second level of the ISO model of a wireless data transmission system.

В настоящее время наблюдается активное развитие беспроводных сетей связи, предоставляющих пользователям не только каналы передачи голоса, но и возможность обмена данными разных типов. Примером таких систем являются сотовые сети четвертого поколения серии стандартов IEEE 802.16, среди которых можно выделить системы с централизованным управлением передачей.Currently, there is an active development of wireless communication networks that provide users with not only voice channels, but also the ability to exchange data of various types. An example of such systems is the fourth generation cellular networks of the IEEE 802.16 standard series, among which systems with centralized transmission control can be distinguished.

Одной из основных задач, возникающих при проектировании таких систем, является разработка адаптивного планирования и управления частотно-временными ресурсами на базовой станции с целью их оптимального распределения между различными каналами данных. Необходимость адаптивного подхода к планированию продиктована двумя основными причинами. Во-первых, при передаче данных необходимо обеспечение определенных гарантий качества доставки информации. При этом различные типы данных имеют разные требования по качеству передачи, которое можно охарактеризовать средней скоростью передачи, максимальной задержкой пакета, диапазоном допустимых значений изменения задержки пакета и другими параметрами. Поэтому появление и исчезновение каналов данных с разными требованиями по качеству передачи может потребовать динамического перераспределения ресурсов. Во-вторых, временные изменения характеристик физических каналов передачи данных, вызванные помехами и федингами, требуют применения адаптивных методов кодирования и модуляции, что приводит к варьированию частотно-временного ресурса, занимаемому каждым каналом передачи. Это также обуславливает необходимость адаптивного планирования.One of the main tasks arising in the design of such systems is the development of adaptive planning and management of time-frequency resources at the base station with the aim of their optimal distribution between different data channels. The need for an adaptive approach to planning is dictated by two main reasons. Firstly, when transmitting data, it is necessary to ensure certain guarantees of the quality of information delivery. Moreover, different types of data have different requirements for the transmission quality, which can be characterized by the average transmission speed, maximum packet delay, the range of acceptable values for changing the packet delay, and other parameters. Therefore, the appearance and disappearance of data channels with different requirements for the quality of transmission may require dynamic reallocation of resources. Secondly, temporary changes in the characteristics of physical data transmission channels caused by interference and fading require the use of adaptive coding and modulation methods, which leads to a variation in the time-frequency resource occupied by each transmission channel. It also necessitates adaptive planning.

Из литературы известно несколько способов централизованного планирования передачи.From the literature, several methods for centralized transmission planning are known.

Известен способ организации и управления (планирование) передачей пакета данных описанный в патенте US 6,657,987 "Scheduling methodology for connections with quality of service (QoS) constraints in a polling based media access control (MAC)", Apurva Kumar, Lakshmi Ramachandran. Dec. 2, 2003. В этом способе планирование передачи пакетов данных выполняется с требованием по задержке и скорости передачи данных. При этом пакеты данных с меньшим запасом допустимой задержки обслуживаются первыми. Под обслуживанием понимают отправку на передачу k пакетов данного соединения. Выполнение требования по скорости выполняется за счет изменения интервала обслуживания данного соединения.A known method of organizing and managing (planning) the transmission of a data packet is described in US patent 6,657,987 "Scheduling methodology for connections with quality of service (QoS) constraints in a polling based media access control (MAC)", Apurva Kumar, Lakshmi Ramachandran. Dec. 2, 2003. In this method, scheduling the transmission of data packets is performed with a delay and data rate requirement. In this case, data packets with a smaller margin of acceptable delay are served first. By service is meant sending k packets of a given connection for transmission. The speed requirement is met by changing the service interval of this connection.

Данный метод планирования не предполагает наличие иных параметров качества обслуживания, статического приоритета и различных типов каналов передачи данных. Кроме того, работа с соединениями, а не с пакетами, приводит к не эффективному использованию полосы пропускания.This planning method does not imply the presence of other parameters of quality of service, static priority and various types of data transmission channels. In addition, working with connections, not packets, leads to inefficient use of bandwidth.

Известна процедура планирования, описанная в INTERNATIONAL JOURNAL OF COMMUNICATION SYSTEMS Int. J. Commun. Syst. 2003; 16:81-96 (DOI: 10.1002/dac.581) "Packet scheduling for QoS support in IEEE 802.16 broadband wireless access systems", Kitti Wongthavarawat, Aura Ganz.The planning procedure described in INTERNATIONAL JOURNAL OF COMMUNICATION SYSTEMS Int. J. Commun. Syst. 2003; 16: 81-96 (DOI: 10.1002 / dac.581) "Packet scheduling for QoS support in IEEE 802.16 broadband wireless access systems", Kitti Wongthavarawat, Aura Ganz.

В этой статье описывается процедура планирования передачи пакетов в обратном канале системы IEEE 802.16 и процедура разрешения создания новых соединений. При этом планирование осуществляется с помощью механизма запроса-выделения полосы пропускания. Используются несколько типов каналов передачи данных. Для каналов с гарантированным качеством обслуживания используется способ планирования, основанный на передаче пакетов с большей текущей задержкой. Для каналов без гарантированного качества обслуживания используется весовая очередь, где в качестве весовых коэффициентов используется запрошенная скорость передачи.This article describes the procedure for scheduling packet transmission on the reverse channel of an IEEE 802.16 system and the procedure for allowing the creation of new connections. At the same time, planning is carried out using a request-allocation mechanism for bandwidth. Several types of data channels are used. For channels with guaranteed quality of service, a scheduling method based on the transmission of packets with a larger current delay is used. For channels without guaranteed quality of service, a weight queue is used, where the requested transmission rate is used as weighting factors.

Данный механизм организации и управления является узкоспециализированным и не предоставляет возможности гарантирования иных параметров качества обслуживания и не использует статический приоритет.This organization and management mechanism is highly specialized and does not provide the ability to guarantee other parameters of the quality of service and does not use static priority.

Известен способ планирования передачи для систем DOCSIS, описанный в статье "Quality of Service Scheduling in Cable and Broadband Wireless Access Systems", Mohammed Hawa and David W. Petr. Information and Telecommunications Technology Center University of Kansas, Lawrence, Kansas, 66045.A known scheduling method for DOCSIS systems is described in the article "Quality of Service Scheduling in Cable and Broadband Wireless Access Systems", Mohammed Hawa and David W. Petr. Information and Telecommunications Technology Center University of Kansas, Lawrence, Kansas, 66045.

В статье описан способ планирования передачи для систем DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specifications) и IEEE 802.16 с использованием нескольких типов каналов передачи данных. Для планирования передачи используются приоритетные очереди.This article describes a method for scheduling transmission for DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specifications) and IEEE 802.16 systems using several types of data transmission channels. Priority queues are used to schedule transmission.

Данный способ также не гарантирует качественного обслуживания.This method also does not guarantee quality service.

Наиболее близким к предлагаемому способу организации и управления передачей пакетов данных является способ, описанный в патенте US 6,882,625 "Method for scheduling packetized data traffic", Khiem Le, Ghassan Naim. Apr. 19, 2005.Closest to the proposed method of organizing and controlling the transmission of data packets is the method described in US patent 6,882,625 "Method for scheduling packetized data traffic", Khiem Le, Ghassan Naim. Apr. 19, 2005.

Этот способ заключается в следующем.This method is as follows.

- Создают на передающей стороне несколько соединений, имеющих одинаковый тип канала данных, с набором адресатов, причем каждое соединение имеет значение максимально допустимой задержки.- Create on the transmitting side several connections having the same type of data channel with a set of destinations, each connection having a value of the maximum allowable delay.

- Пакеты, поступающие для передачи, помещают в очереди, соответствующие каждому соединению.- Packets arriving for transmission are placed in queues corresponding to each connection.

- Для каждого пакета рассчитывают параметр планирования, являющийся значением максимально допустимой задержки пакета, выраженной в единицах длительности временного интервала передачи.- For each packet, a scheduling parameter is calculated, which is the value of the maximum allowable packet delay, expressed in units of the duration of the transmission time interval.

- Разбивают пакеты на сегменты и каждому сегменту приписывают параметр планирования соответствующего пакета.- Break packages into segments and assign a planning parameter to the corresponding package for each segment.

- При передачи пакетов в очередном временном интервале вычитают единицу из значения параметра планирования у каждого непереданного пакета.- When transmitting packets in the next time interval, the unit is subtracted from the value of the planning parameter for each non-transmitted packet.

- Если пакет разбит на сегменты, то из значения параметра планирования вычитают единицу, если не было передано ни одного сегмента соответствующего пакета.- If the packet is divided into segments, then one is subtracted from the value of the planning parameter if no segments of the corresponding packet were transmitted.

- Если был передан один или несколько сегментов одного пакета, то значение параметра планирования у всех сегментов пакета не изменяется.- If one or several segments of one packet was transmitted, the value of the planning parameter for all segments of the packet does not change.

- Извлекают пакеты из очереди и отправляют их на передачу в порядке увеличения параметра планирования, начиная с минимального.- Extract packets from the queue and send them for transmission in order of increasing the planning parameter, starting with the minimum.

- Если параметр планирования пакета достиг значения ноль, то пакет или все сегменты пакета удаляют из очереди.- If the packet scheduling parameter has reached zero, then the packet or all segments of the packet are removed from the queue.

Для реализации такого способа может быть использовано устройство, представленное на фиг.1.To implement this method, the device shown in FIG. 1 can be used.

Устройство содержит блок сбора информации о созданных соединениях 1, блок определения времени поступления пакета данных 2, блок сегментирования пакетов 3, блок расчета параметра планирования 4, блок определения очереди пакетов для каждого соединения 5, блок извлечения пакетов из очереди в установленном порядке 6, блок учета пакетов, отправленных на передачу, 7. Причем первым входом устройства является вход блока сбора информации о созданных соединениях 1, вторым входом устройства является вход блока сегментирования пакетов 3. Первый выход блока сегментирования 3 соединен со входом блока определения времени поступления пакетов 2, второй выход блока сегментирования пакетов 3 соединен с первым входом блока определения очереди пакетов для каждого соединения 5, второй вход которого соединен с выходом блока расчета параметра планирования 4. Первый вход блока расчета параметра планирования 4 соединен с выходом блока сбора информации о созданных соединениях 1. Второй вход блока расчета параметра планирования 4 соединен с выходом блока определения времени поступления пакетов 2. Третий вход блока расчета параметра планирования 4 соединен с выходом блока извлечения пакетов из очереди в установленном порядке 6. Вход блока извлечения пакетов из очереди в установленном порядке 6 соединен с выходом блока определения очереди пакетов для каждого соединения 5. Второй выход блока извлечения пакетов из очереди в установленном порядке 6 соединен со входом блока учета пакетов, отправленных на передачу, 7, выход которого является выходом устройства.The device comprises a unit for collecting information about created connections 1, a unit for determining the time of receipt of a data packet 2, a unit for segmenting packets 3, a unit for calculating a planning parameter 4, a unit for determining a packet queue for each connection 5, a unit for extracting packets from the queue in the established order 6, an accounting unit packets sent for transmission, 7. Moreover, the first input of the device is the input of the unit for collecting information about the created connections 1, the second input of the device is the input of the unit for segmenting packets 3. The first output is segmentation eye 3 is connected to the input of the packet arrival time determination unit 2, the second output of the packet segmentation unit 3 is connected to the first input of the packet queue determination unit for each connection 5, the second input of which is connected to the output of the planning parameter calculation unit 4. The first input of the planning parameter calculation unit 4 is connected to the output of the unit for collecting information about the created connections 1. The second input of the block for calculating the planning parameter 4 is connected to the output of the unit for determining the time of arrival of packets 2. Third the first input of the block for calculating the planning parameter 4 is connected to the output of the block for extracting packets from the queue in the established order 6. The input of the block for extracting packets from the queue in the established order 6 is connected to the output of the block for determining the packet queue for each connection 5. The second output of the block for extracting packets from the queue the established order of 6 is connected to the input of the accounting unit of packets sent for transmission, 7, the output of which is the output of the device.

Работает устройство следующим образом. На передающей стороне создают несколько соединений, имеющих одинаковый тип канала данных, с набором адресатов, причем каждое соединение имеет значение максимально допустимой задержки, являющееся одним из гарантированных параметров качества обслуживания. Эта информация поступает на вход блока сбора информации о созданных соединениях 1. Пакеты данных поступают на первый вход блока сегментирования пакетов 3, где пакеты разбивают на сегменты и каждому сегменту приписывают параметр планирования соответствующего пакета. С первого выхода блока сегментирования пакетов 3 сигнал поступает на блок определения времени поступления пакетов 2, с выхода которого время поступления пакетов подается на второй вход блока расчета параметра планирования 4, на первый вход которого поступает информация о созданных соединениях с блока сбора информации о созданных соединениях 1. По сигналу с блока расчета параметра планирования 4 на блок определения очереди пакетов для каждого соединения 5 все пакеты, поступающие для передачи с блока сегментирования пакетов 3, помещают в очереди, соответствующие каждому соединению. Для каждого пакета рассчитывают параметр планирования, являющийся значением максимально допустимой задержки пакета, выраженной в единицах длительности временного интервала передачи. При передаче пакетов в очередном временном интервале вычитают единицу из значения параметра планирования у каждого непереданного пакета. Если пакет разбит на сегменты, то из значения параметра планирования вычитают единицу, если не было передано ни одного сегмента соответствующего пакета. Если был передан один или несколько сегментов одного пакета, то значение параметра планирования у всех сегментов пакета не изменяется. В блоке извлечения пакетов из очереди 6 извлекают пакеты из очереди и отправляют их на передачу в порядке увеличения параметра планирования, начиная с минимального. Если параметр планирования пакета достиг значения ноль, то пакет или все сегменты пакета удаляют из очереди. Пакеты, отправленные на передачу, учитывают в блоке учета пакетов, отправленных на передачу, 7.The device operates as follows. On the transmitting side, several connections are created having the same type of data channel with a set of destinations, each connection having a value of the maximum allowable delay, which is one of the guaranteed quality of service parameters. This information is fed to the input of the unit for collecting information about the created connections 1. Data packets are sent to the first input of the packet segmenting unit 3, where the packets are divided into segments and a planning parameter of the corresponding packet is assigned to each segment. From the first output of the packet segmenting unit 3, the signal is sent to the packet arrival time determination unit 2, the output of which the packet arrival time is fed to the second input of the planning parameter calculation unit 4, the first input of which receives information about the created connections from the information collection unit about the created connections 1 According to the signal from the unit for calculating the planning parameter 4 to the unit for determining the packet queue for each connection 5, all packets arriving for transmission from the packet segmenting unit 3 are placed in och mong corresponding to each connection. For each packet, a scheduling parameter is calculated, which is the value of the maximum allowable packet delay, expressed in units of the duration of the transmission time interval. When transmitting packets in the next time interval, one is subtracted from the value of the planning parameter for each non-transmitted packet. If the packet is segmented, then one is subtracted from the value of the planning parameter if no segments of the corresponding packet were transmitted. If one or several segments of the same packet were transmitted, then the value of the planning parameter for all segments of the packet does not change. In the unit for extracting packets from queue 6, packets are extracted from the queue and sent for transmission in order of increasing the planning parameter, starting with the minimum. If the packet scheduling parameter reaches zero, then the packet or all segments of the packet are removed from the queue. Packets sent for transmission are taken into account in the unit of accounting for packets sent for transmission, 7.

Описанный способ организации и управления передачи пакетов данных обладает рядом недостатков, снижающих эффективность системы связи и не позволяющих корректно работать ряду приложений.The described method of organizing and controlling the transmission of data packets has a number of disadvantages that reduce the efficiency of the communication system and do not allow a number of applications to work correctly.

Прототип не позволяет разделять каналы данных по их типу и производит одинаковую обработку всех каналов, независимо от их требований к качеству обслуживания, что ведет к не эффективному использованию полосы пропускания.The prototype does not allow to separate data channels by their type and performs the same processing of all channels, regardless of their quality of service requirements, which leads to inefficient use of bandwidth.

Кроме того, этот способ не предоставляет возможности использования статического приоритета каналов данных, таким образом, данное техническое решение не позволяет выделять более приоритетных пользователей, что затрудняет применение устройства в военных или коммерческих целях.In addition, this method does not provide the possibility of using the static priority of data channels, thus, this technical solution does not allow to allocate more priority users, which complicates the use of the device for military or commercial purposes.

Способ-прототип гарантирует не превышение запрошенной задержки передачи пакетов данных, однако не выполняет контроль над выполнением иных параметров качества обслуживания, таких как изменение задержки, средняя скорость передачи и др. Таким образом, данное техническое решение не может в полной мере обеспечить корректную работу ряда приложений, чувствительных к данным параметрам, таких как передача голоса, видео в реальном времени и др.The prototype method ensures that the requested delay in transmitting data packets is not exceeded, however, it does not control the implementation of other parameters of the quality of service, such as delay changes, average transmission speed, etc. Thus, this technical solution cannot fully ensure the correct operation of a number of applications. sensitive to these parameters, such as voice, real-time video, etc.

Описанное решение не работает также с характеристиками передачи, такими как скорость кодирования и вид модуляции, а также не учитывает емкость канала данных, что не позволяет производить адаптивное планирование передачи пакетов в меняющихся условиях распространения сигнала.The described solution also does not work with transmission characteristics, such as coding rate and type of modulation, and also does not take into account the capacity of the data channel, which does not allow adaptive planning of packet transmission under changing signal propagation conditions.

Задача, которую решает предлагаемое изобретение, заключается в повышении пропускной способности систем связи за счет применения адаптивного планирования передачи и обеспечения гарантированного качества обслуживания, заключающегося в выполнении запрошенных параметров передачи, таких как задержка, изменение задержки, скорость передачи и др.The problem that the proposed invention solves is to increase the throughput of communication systems through the use of adaptive transmission planning and ensuring guaranteed quality of service, which consists in fulfilling the requested transmission parameters, such as delay, delay variation, transmission speed, etc.

Для решения этой задачи предлагается способ организации и управления передачей пакетов данных, заключающийся в том, чтоTo solve this problem, a method for organizing and controlling the transmission of data packets is proposed, which consists in the fact that

- создают на передающей стороне соединения с набором адресатов, причем каждое соединение содержит один или несколько каналов передачи данных одного или нескольких типов, которые имеют определенные требования по качеству передачи данных и могут быть разделены на канал передачи служебных сообщений, канал с гарантированным качеством обслуживания и канал без гарантированного качества обслуживания, причем каждому каналу передачи данных задают статический приоритет k, из диапазона [0, K],- create connections on the transmitting side with a set of destinations, each connection containing one or more data transmission channels of one or several types that have certain requirements for the quality of data transmission and can be divided into a service message transmission channel, a channel with a guaranteed quality of service, and a channel without guaranteed quality of service, and each data transmission channel is assigned a static priority k, from the range [0, K],

- производят сортировку пакетов данных, предназначенных для передачи, и размещают их в очереди, соответствующие каналам передачи данных,- sort data packets intended for transmission, and place them in a queue corresponding to data channels,

- сначала обслуживают очередь служебных пакетов, извлекая их из очереди и отправляя на передачу в следующем временном интервале, при этом перед извлечением очередного пакета из очереди проверяют свободное место во временном интервале, в котором планируется передача,- first, the service packet queue is served, extracting them from the queue and sending them for transmission in the next time interval, while before removing the next packet from the queue, check the free space in the time interval in which the transmission is planned,

- для каждого пакета в очередях каналов с гарантированным качеством обслуживания рассчитывают динамический приоритет,- for each packet in the queues of channels with guaranteed quality of service, dynamic priority is calculated,

- обслуживают пакеты данных каналов с гарантированным качеством обслуживания в порядке убывания динамического приоритета, начиная с уровня значения М до K включительно, где М - максимально возможное значение динамического приоритета,- serving data packets of channels with guaranteed quality of service in descending order of dynamic priority, starting from the value of M to K inclusive, where M is the maximum possible value of dynamic priority,

- если пакеты данных каналов с гарантированным качеством обслуживания имеют равный динамический приоритет, то пакеты обслуживают в порядке их поступления в очередь,- if packets of data channels with guaranteed quality of service have equal dynamic priority, then the packets are served in the order they are received in the queue,

- затем обслуживают пакеты данных каналов без гарантированного качества обслуживания со статическим приоритетом K, для этого из параметров каждого канала передачи данных с приоритетом верхнего уровня K определяют запрошенную скорость передачи, исходя из которой рассчитывают требуемое количество данных, необходимых для передачи в формируемом временном интервале для канала передачи данных,- then service the data packets of the channels without guaranteed quality of service with a static priority K, for this, from the parameters of each data transmission channel with priority of the upper level K, the requested transmission rate is determined based on which the required amount of data necessary for transmission in the generated time interval for the channel is calculated data transmission,

- если свободного места во временном интервале больше, чем требуется для передачи всех пакетов канала без гарантированного качества обслуживания со статическим приоритетом K, то передают все пакеты канала передачи без гарантированного качества обслуживания с приоритетом K,- if there is more free space in the time interval than is required for the transmission of all channel packets without guaranteed quality of service with static priority K, then all packets of the transmission channel without guaranteed quality of service with priority K are transmitted,

- если же свободного места во временном интервале меньше, то размер данных для передачи в текущем временном интервале от каждого канала передачи данных i определяют пропорционально весовому коэффициенту φ_i,- if there is less free space in the time interval, then the size of the data for transmission in the current time interval from each data transmission channel i is determined in proportion to the weight coefficient φ _i ,

- после этого обслуживают пакеты данных канала с гарантированным качеством обслуживания со значением динамического приоритета в интервале (K, K-1),- after that they serve the channel data packets with guaranteed quality of service with a value of dynamic priority in the interval (K, K-1),

- затем обслуживают пакеты данных канала передачи без гарантированного качества обслуживания со значением статического приоритета K-1,- then serve the data packets of the transmission channel without guaranteed quality of service with a value of static priority K-1,

- процедуру обслуживания пакетов прекращают, если размер свободной области временного интервала меньше размера следующего отобранного пакета данных или если в очередях отсутствуют пакеты данных,- the packet servicing procedure is terminated if the size of the free area of the time interval is less than the size of the next selected data packet or if there are no data packets in the queues,

- после окончания каждого временного интервала производят перерасчет динамического приоритета для каждого пакета данных в установленных очередях,- after the end of each time interval, the dynamic priority is recalculated for each data packet in the established queues,

- если для канала с гарантированным качеством обслуживания одна из характеристик канала передачи превысила значение соответствующей допустимой характеристики гарантированного качества обслуживания, и, следовательно, не выполнено требование гарантированного качества обслуживания, то обработку пакетов данных для данного канала передачи прекращают и удаляют их из памяти, а канал передачи переводят в режим ожидания,- if for a channel with guaranteed quality of service one of the characteristics of the transmission channel exceeded the value of the corresponding permissible characteristic of guaranteed quality of service, and therefore the requirement of guaranteed quality of service is not fulfilled, then the processing of data packets for this transmission channel is stopped and deleted from the memory, and the channel transmissions are put on standby

- если для канала с гарантированным качеством обслуживания значение характеристики передачи равно максимально допустимому значению характеристики гарантированного качества обслуживания для данного канала передачи, то необходимо к динамическому приоритету добавить заранее заданную величину ε,- if for a channel with guaranteed quality of service the value of the transmission characteristic is equal to the maximum allowable value of the characteristic of guaranteed quality of service for a given transmission channel, then it is necessary to add a predetermined value ε to the dynamic priority,

- по окончании формирования временного интервала производят расчет свободного места и выносят решение о возможности перевода каналов передачи данных из режима ожидания в активный режим на основании требуемой ими полосы пропускания.- at the end of the formation of the time interval, free space is calculated and a decision is made on the possibility of transferring data transmission channels from standby to active mode based on the required bandwidth.

За статический приоритет k принимают параметр, присвоенный каждому каналу и имеющий значения в диапазоне от 0 до K с шагом 1, причем значение данного параметра назначают как для каждого канала в отдельности, так и для всех каналов, входящих в состав одного соединения.For the static priority k, take the parameter assigned to each channel and having values in the range from 0 to K in increments of 1, and the value of this parameter is assigned for each channel separately, and for all channels included in one connection.

Свободное место во временном интервале для каждого канала данных определяют как объем данных, которые могут быть переданы с заданными видом модуляции и скорости кодирования, используя доступные символы модуляции, причем объем данных рассчитывают какThe free space in the time interval for each data channel is defined as the amount of data that can be transmitted with a given modulation type and coding rate using the available modulation symbols, the data volume being calculated as

где μ - количество символов модуляции в одном временном интервале или размер временного интервала, V - количество пакетов, отобранных для данного временного интервала, packet_i бит - размер пакета данных, отобранного для данного временного интервала, с_rate_i - скорость кодирования, применяемая при кодировании соответствующего пакета данных, S_i- количество бит в одном символе модуляции, определяемой используемым видом модуляции, применяемой при передачи данного пакета данных, с_rate_j - скорость кодирования, используемая при кодировании соответствующего пакета.where μ is the number of modulation symbols in one time interval or the size of the time interval, V is the number of packets selected for a given time interval, packet _i bits are the size of the data packet selected for a given time interval, c_rate _i is the encoding rate used when encoding the corresponding data packet, S _i is the number of bits in one modulation symbol, determined by the type of modulation used when transmitting this data packet, c_rate _j is the coding rate used in coding package.

Динамический приоритет определяют как величину, принимающую значения из диапазона от 0 до М и являющуюся суммой статического приоритета и параметра контроля качества обслуживания.Dynamic priority is defined as a value that takes values from the range from 0 to M and is the sum of the static priority and the quality of service control parameter.

Динамический приоритет при учете задержки пакета и изменения задержки от пакета к пакету может быть определен, например, какThe dynamic priority when taking into account packet delay and change in delay from packet to packet can be defined, for example, as

где k - статический приоритет верхнего уровня, τ_CURRENT=N_{Ф_CURRENT} - N_Ф - задержка (выраженная в единицах длительности временного интервала) пакета в очереди. N_{Ф_CURRENT} - номер временного интервала, для которого в данный момент осуществляется планирование, N_Ф - номер временного интервала, постановки пакета в очередь, Δτ_CURRENT=τ_CURRENT - τ_LAST, где τ_LAST - задержка предыдущего обработанного пакета данной очереди.where k is the static priority of the upper level, τ _CURRENT = N _{Ф_CURRENT} - N _Ф is the delay (expressed in units of the length of the time interval) of the packet in the queue. N _{Ф_CURRENT} is the number of the time interval for which planning is currently _underway , N _Ф is the number of the time interval, queuing the packet, Δτ _CURRENT = τ _CURRENT - τ _LAST , where τ _LAST is the delay of the previous processed packet of this queue.

Динамический приоритет при учете средней скорости передачи может быть определен какDynamic priority when considering the average transmission speed can be defined as

где k - статический приоритет верхнего уровня, Δrate=rate_asked - rate_current - разница (выраженная в единицах бит/сек) между текущей скоростью передачи данных в данном канале и гарантированной скоростью, rate_asked - гарантированная скорость передачи данных в канале, выраженная в единицах бит/сек, rate_current- текущая скорость передачи данных в данном канале, выраженная в единицах бит/сек.where k is the static priority of the upper level, Δrate = rate _asked - rate _current is the difference (expressed in units of bits / sec) between the current data rate in this channel and the guaranteed speed, rate _asked is the guaranteed data rate in the channel, expressed in units bit / s, rate _current - the current data rate in this channel, expressed in units of bps.

Значение заданной величины ε может принимать любое значение в диапазоне 0-0,5.The value of the given value ε can take any value in the range 0-0.5.

Весовой коэффициент φ_i для каждого канала данных i с приоритетом K может быть рассчитан как отношение рассчитанного требуемого количества данных для данного канала передачи к сумме рассчитанных требуемых размеров данных для всех каналов передачи без гарантированного качества обслуживания с приоритетом K.The weight coefficient φ _i for each data channel i with priority K can be calculated as the ratio of the calculated required amount of data for a given transmission channel to the sum of the calculated required data sizes for all transmission channels without guaranteed quality of service with priority K.

Весовой коэффициент φ_i для каждого канала данных i с приоритетом K может быть определен как отношение величины доступного места во временном интервале к количеству каналов передачи без гарантированного качества обслуживания с приоритетом K.The weight coefficient φ _i for each data channel i with priority K can be defined as the ratio of the amount of available space in the time interval to the number of transmission channels without guaranteed quality of service with priority K.

Размер временного интервала определяют как количество символов модуляции, которые можно передать в используемой частотно-временной области.The size of the time interval is defined as the number of modulation symbols that can be transmitted in the used time-frequency domain.

Для решения этой же задачи предлагается устройство, содержащее блок сбора информации о созданных соединениях, вход которого является входом параметров качества обслуживания и первым входом устройства, блок очередей пакетов для каждого соединения, блок извлечения пакетов из очереди, блок учета пакетов, отправленных на передачу, вход блока учета пакетов, отправленных на передачу, соединен с выходом блока извлечения пакетов из очереди, а первый выход блока учета пакетов, отправленных на передачу, является первым выходом устройства,To solve the same problem, a device is proposed that contains a unit for collecting information about the created connections, the input of which is the input of the quality of service parameters and the first input of the device, a packet queue block for each connection, a packet extraction unit from the queue, an accounting unit for packets sent for transmission, an input the unit of accounting for packets sent for transmission is connected to the output of the unit for extracting packets from the queue, and the first output of the unit for accounting for packets sent for transmission is the first output of the device,

дополнительно введеныadditionally introduced

блок сортировки пакетов по типам каналов, блок контроля скорости передачи данных, блок расчета динамического приоритета, блок расчета весовых коэффициентов, блок определения свободного места во временном интервале, блок активации и деактивации созданных каналов данных, причем блок очередей пакетов для каждого соединения состоит из блока очередей каналов данных с типом служебных сообщений, блока очередей каналов данных с гарантированным качеством обслуживания, блока очередей каналов данных с негарантированным качеством обслуживания, вход блока сортировки пакетов по типам каналов является входом пакетов данных и вторым входом устройства, первый выход блока сортировки пакетов по типам каналов является выходом каналов данных с типом служебного сообщения и соединен с первым входом блока очередей каналов данных с типом служебных сообщений, второй выход блока сортировки пакетов по типам каналов является выходом каналов данных с гарантированным качеством обслуживания и соединен с первым входом блока очередей каналов данных с гарантированным качеством обслуживания, третий выход блока сортировки пакетов по типам каналов является выходом каналов данных с негарантированным качеством обслуживания и соединен с первым входом блока очередей каналов данных с негарантированным качеством обслуживания, четвертый выход блока сортировки пакетов по типам каналов, формирующий время поступления полученного пакета, соединен с первым входом блока расчета динамического приоритета, первый выход блока сбора информации о созданных соединениях, на котором сформированы параметры качества обслуживания с типом канала данных гарантированного качества обслуживания, соединен со вторым входом блока расчета динамического приоритета, третий вход блока расчета динамического приоритета соединен со вторым выходом блока очередей каналов данных с гарантированным качеством обслуживания, формирующим информацию о пакетах каналов с гарантированным качеством обслуживания, второй выход блока сбора информации о созданных соединениях, на котором сформированы параметры качества обслуживания с типом канала данных негарантированного качества обслуживания, соединен со входом блока контроля скорости передачи данных, выход блока контроля скорости передачи данных, формирующий размер требуемого количества данных для каждого соединения, соединен с первым входом блока расчета весовых коэффициентов, первый вход блока извлечения пакетов из очереди соединен с выходом блока очередей каналов данных с типом служебных сообщений, второй вход блока извлечения пакетов из очереди соединен с выходом блока очередей каналов данных с гарантированным качеством обслуживания, третий вход блока извлечения пакетов из очереди соединен с выходом блока очередей каналов данных с негарантированным качеством обслуживания, четвертый вход блока извлечения пакетов из очереди соединен с выходом блока расчета весовых коэффициентов, формирующего значения весовых коэффициентов для каждого канала данных с негарантированным качеством обслуживания и размер требуемого количества данных для каждого канала данных, пятый вход блока извлечения пакетов из очереди соединен с выходом блока расчета динамического приоритета, формирующего динамический приоритет для каналов данных с гарантированным качеством обслуживания, шестой вход блока извлечения пакетов из очереди соединен с первым выходом блока определения свободного места во временном интервале, формирующем величину свободного места в данном временном интервале, второй выход блока учета пакетов, отправленных на передачу, формирующий сигнал о начале нового временного интервала, соединен со вторым входом блока определения свободного места во временном интервале, выход блока определения свободного места во временном интервале, формирующем величину свободного места в данном временном интервале, соединен с первым входом блока активации и деактивации созданных каналов данных, второй вход блока активации и деактивации созданных каналов данных соединен со вторым выходом блока расчета динамического приоритета, формирующего сигнал о превышении допустимого значения характеристики гарантированного качества обслуживания, третий вход блока активации и деактивации созданных каналов данных соединен со вторым выходом блока сбора информации о созданных соединениях, который является выходом информации о созданных соединениях, выход блока активации и деактивации созданных каналов данных является выходом управления потоками данных по созданным каналам и вторым выходом устройства.a block for sorting packets by type of channel, a block for controlling the data transfer rate, a block for calculating dynamic priority, a block for calculating weight coefficients, a block for determining free space in the time interval, a block for activating and deactivating the created data channels, and the block of packet queues for each connection consists of a block of queues data channels with the type of service messages, a block of queues of data channels with a guaranteed quality of service, a block of queues of data channels with a non-guaranteed quality of service, the input of the packet sorting block by channel types is the input of data packets and the second device input, the first output of the packet sorting block by channel types is the output of data channels with the service message type and connected to the first input of the data channel queue block with the type of service messages, the second output of the sorting block packets by types of channels is the output of data channels with a guaranteed quality of service and is connected to the first input of a block of queues of data channels with a guaranteed quality of service, tr The third output of the packet sorting block by channel types is the output of data channels with an unwarranted quality of service and is connected to the first input of the data channel queue block with an unwarranted quality of service, the fourth output of the packet sorting block by channel types, which forms the arrival time of the received packet, is connected to the first input of the block calculation of dynamic priority, the first output of the unit for collecting information about the created connections, on which the quality of service parameters with the channel type d data of guaranteed quality of service, connected to the second input of the dynamic priority calculation unit, the third input of the dynamic priority calculation unit, connected to the second output of the data channel queue block with guaranteed quality of service, generating information about channel packets with guaranteed quality of service, the second output of the information collection block about the created the connections on which the parameters of the quality of service are formed with the type of data channel of the non-guaranteed quality of service, with the input of the data rate control unit, the output of the data rate control unit, which forms the size of the required amount of data for each connection, is connected to the first input of the weight coefficient calculation unit, the first input of the packet extraction unit from the queue is connected to the output of the data channel queue block with the type of service messages, the second input of the packet extraction unit from the queue is connected to the output of the data channel queue block with guaranteed quality of service, the third input of the packet extraction unit from it is connected at the front with the output of the block of queues of data channels with unwarranted quality of service, the fourth input of the block of extracting packets from the queue is connected with the output of the block for calculating weight coefficients, which forms the values of weights for each data channel with unwarranted quality of service and the size of the required amount of data for each data channel, the fifth input of the packet extraction unit from the queue is connected to the output of the dynamic priority calculation unit, which forms the dynamic priority for the channel data with guaranteed quality of service, the sixth input of the packet extraction unit from the queue is connected to the first output of the free space determination unit in the time interval, which forms the amount of free space in this time interval, the second output of the accounting unit of packets sent for transmission, which generates a signal about the beginning of a new time interval, connected to the second input of the free space determination unit in the time interval, the output of the free space determination unit in the time interval forming the lead the free space in a given time interval, connected to the first input of the activation and deactivation unit of the created data channels, the second input of the activation and deactivation unit of the created data channels is connected to the second output of the dynamic priority calculation unit, which generates a signal about the exceeding of the acceptable value of the guaranteed quality of service characteristic, third the input of the block for activating and deactivating the created data channels is connected to the second output of the block for collecting information about the created connections, which is the output of information about the created connections, the output of the activation and deactivation unit of the created data channels is the output of data flow control over the created channels and the second output of the device.

Сопоставительный анализ заявляемого способа организации и управления передачей пакетов данных с прототипом показывает, что заявляемый способ существенно отличается от прототипа.A comparative analysis of the proposed method of organizing and controlling the transfer of data packets with the prototype shows that the claimed method is significantly different from the prototype.

Общие признаки заявляемого способа и прототипа:General features of the proposed method and prototype:

- создают на передающей стороне несколько соединений,- create several connections on the transmitting side,

- пакеты, поступающие для передачи, помещают в очереди, соответствующие каждому соединению,- packets arriving for transmission are placed in queues corresponding to each connection,

- рассчитывают параметр планирования,- calculate the planning parameter,

- извлекают пакеты из очереди и отправляют их на передачу- extract packets from the queue and send them for transmission

Отличительные признаки предлагаемого решения.Distinctive features of the proposed solution.

В отличие от прототипа на передающей стороне создают несколько соединений, имеющих несколько типов каналов данных.In contrast to the prototype, several connections having several types of data channels are created on the transmitting side.

Параметр планирования рассчитывают не для каждого пакета, а для пакетов каналов данных с гарантированным качеством обслуживания.The planning parameter is calculated not for each packet, but for data channel packets with guaranteed quality of service.

Все остальные операции перечисленные в предлагаемом способе являются новыми.All other operations listed in the proposed method are new.

Сопоставительный анализ заявляемого устройства организации и управления передачей пакетов данных с прототипом показывает, что заявляемое устройство организации и управления передачей пакетов данных существенно отличается от прототипа.A comparative analysis of the claimed device for organizing and controlling the transfer of data packets with the prototype shows that the claimed device for organizing and controlling the transfer of data packets is significantly different from the prototype.

Общие признаки заявляемого устройства и прототипа.Common features of the claimed device and prototype.

В состав устройства прототипа и предлагаемого устройства входят блок сбора информации о созданных соединениях, вход которого является входом параметров качества обслуживания и первым входом устройства, блок очередей пакетов для каждого соединения, блок извлечения пакетов из очереди, блок учета пакетов, отправленных на передачу, вход блока учета пакетов, отправленных на передачу, соединен с выходом блока извлечения пакетов из очереди, а первый выход блока учета пакетов, отправленных на передачу, является первым выходом устройства.The structure of the prototype device and the proposed device includes a unit for collecting information about the created connections, the input of which is the input of the quality of service parameters and the first input of the device, a unit of packet queues for each connection, a unit for extracting packets from the queue, a unit for accounting for packets sent for transmission, an input for the unit accounting for packets sent for transmission is connected to the output of the packet extraction unit from the queue, and the first output of the accounting unit for packets sent for transmission is the first output of the device.

Все остальные блоки, входящие в состав заявляемого устройства являются новыми, связи между ними также являются отличительными признаками. Кроме того, алгоритм организации и управления передачей пакетов данных отличается от прототипа, поэтому и связи между известными блоками и вновь введенными тоже являются отличительными признаками.All other blocks included in the inventive device are new, the relationship between them are also distinctive features. In addition, the algorithm for organizing and controlling the transmission of data packets differs from the prototype, therefore, the relationship between the known blocks and newly introduced are also distinguishing features.

Сопоставительный анализ способа организации и управления передачей пакетов данных и устройства для его реализации с прототипом показывает, что предлагаемое изобретение существенно отличается от прототипа, так как позволяет повысить пропускную способность систем связи за счет применения адаптивного планирования передачи и обеспечении гарантированного качества обслуживания, заключающегося в выполнении запрошенных параметров передачи, таких как задержка, изменение задержки, скорость передачи и др.A comparative analysis of the method of organizing and controlling the transmission of data packets and the device for its implementation with the prototype shows that the proposed invention is significantly different from the prototype, as it allows to increase the throughput of communication systems through the use of adaptive transmission planning and ensuring the guaranteed quality of service, consisting in fulfilling the requested transmission parameters, such as delay, change in delay, transmission rate, etc.

Также данное изобретение обеспечивает повышение эффективности систем связи за счет адаптивного управления потоками данных, позволяющих при недостаточной полосе пропускания приостанавливать поток данных по каналам с не выполненными гарантиями качества обслуживания и возобновлять поток данных при достаточном ресурсе полосы пропускания.Also, this invention provides an increase in the efficiency of communication systems due to adaptive control of data streams, which allow for insufficient bandwidth to suspend the data stream over channels with unfulfilled service quality guarantees and resume the data stream with sufficient bandwidth resource.

Сравнение заявляемых объектов изобретения с прототипом и другими известными техническими решениями в данной области техники не позволило выявить совокупность заявляемых признаков и поэтому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критериям «новизна», «существенные отличия» и «изобретательский уровень».Comparison of the claimed objects of the invention with the prototype and other known technical solutions in the art did not allow to identify the totality of the claimed features and therefore they provide the claimed technical solution with the criteria of "novelty", "significant differences" and "inventive step".

Графические материалы, используемые для иллюстрации предлагаемого решения:Graphic materials used to illustrate the proposed solution:

Фиг.1 - структурная схема устройства прототипа.Figure 1 - structural diagram of the device of the prototype.

Фиг.2 - структурная схема предлагаемого устройства.Figure 2 is a structural diagram of the proposed device.

Фиг.3 - алгоритм работы блока извлечения пакетов из очереди.Figure 3 - algorithm of the unit for extracting packets from the queue.

Предлагаемый способ заключается в следующем:The proposed method is as follows:

- если для канала с гарантированным качеством обслуживания одна из характеристик канала передачи превысила значение соответствующей допустимой характеристики гарантированного качества обслуживания и, следовательно, не выполнено требование гарантированного качества обслуживания, то обработку пакетов данных для данного канала передачи прекращают и удаляют их из памяти, а канал передачи переводят в режим ожидания,- if for a channel with guaranteed quality of service one of the characteristics of the transmission channel exceeded the value of the corresponding acceptable characteristic of the guaranteed quality of service and, therefore, the requirement of guaranteed quality of service is not met, then the processing of data packets for this transmission channel is stopped and deleted from the memory, and the transmission channel put on standby

где μ - количество символов модуляции в одном временном интервале или размер временного интервала, V - количество пакетов, отобранных для данного временного интервала, packet_i бит - размер пакета данных, отобранного для данного временного интервала, c_rate_i - скорость кодирования, применяемая при кодировании соответствующего пакета данных, S_i- количество бит в одном символе модуляции, определяемой используемым видом модуляции, применяемой при передачи данного пакета данных, с_rate_j - скорость кодирования, используемая при кодировании соответствующего пакета.where μ is the number of modulation symbols in one time interval or the size of the time interval, V is the number of packets selected for a given time interval, packet _i bits are the size of the data packet selected for a given time interval, c_rate _i is the encoding rate used in encoding the corresponding data packet, S _i - the number of bits in one modulation symbol, the modulation used is determined kind applied at transmission of a data packet s_rate _j - coding rate used in coding the respective present packet.

где k - статический приоритет верхнего уровня, τ_CURRENT=N_{Ф_CURRENT} - N_Ф - задержка (выраженная в единицах длительности временного интервала) пакета в очереди. N_{Ф_CURRENT} - номер временного интервала, для которого в данный момент осуществляется планирование, N_Ф - номер временного интервала постановки пакета в очередь, Δτ_CURRENT=τ_CURRENT - τ_LAST, где τ_LAST- задержка предыдущего обработанного пакета данной очереди.where k is the static priority of the upper level, τ _CURRENT = N _{Ф_CURRENT} - N _Ф is the delay (expressed in units of the length of the time interval) of the packet in the queue. N _{Ф_CURRENT} is the number of the time interval for which planning is currently _underway , N _Ф is the number of the time interval for queuing the packet, Δτ _CURRENT = τ _CURRENT - τ _LAST , where τ _LAST is the delay of the previous processed packet of this queue.

где k - статический приоритет верхнего уровня, Δrate=rate_asked-rate_current - разница (выраженная в единицах бит/сек) между текущей скоростью передачи данных в данном канале и гарантированной скоростью, rate_asked - гарантированная скорость передачи данных в канале, выраженная в единицах бит/сек, rate_current- текущая скорость передачи данных в данном канале, выраженная в единицах бит/сек.where k is the static priority of the upper level, Δrate = rate _asked -rate _current is the difference (expressed in units of bits / sec) between the current data transfer rate in this channel and the guaranteed speed, rate _asked is the guaranteed data transfer rate in the channel, expressed in units bit / s, rate _current - the current data transfer rate in this channel, expressed in units of bps.

Для реализации предлагаемого способа используется устройство, представленное на фиг.2.To implement the proposed method uses the device shown in figure 2.

Устройство содержит блок сортировки пакетов по типам каналов 8, блок контроля скорости передачи данных 9, блок сбора информации о созданных соединениях 10, вход которого является входом параметров качества обслуживания и первым входом устройства, блок очередей пакетов для каждого соединения 11, причем блок очередей пакетов для каждого соединения 11 состоит из блока очередей каналов данных с типом служебных сообщений 12, блока очередей каналов данных с гарантированным качеством обслуживания 13, блока очередей каналов данных с негарантированным качеством обслуживания 14, блок расчета весовых коэффициентов 15, блок расчета динамического приоритета 16, блок извлечения пакетов из очереди 17, блок учета пакетов, отправленных на передачу, 18, первый выход которого является первым выходом устройства, блок определения свободного места во временном интервале 19, блок активации и деактивации созданных каналов данных 20. Вход блока сортировки пакетов по типам каналов 8 является входом пакетов данных и вторым входом устройства, первый выход блока сортировки пакетов по типам каналов 8 является выходом каналов данных с типом служебного сообщения и соединен с первым входом блока очередей каналов данных с типом служебных сообщений 12, второй выход блока сортировки пакетов по типам каналов 8 является выходом каналов данных с гарантированным качеством обслуживания и соединен с первым входом блока очередей каналов данных с гарантированным качеством обслуживания 13, третий выход блока сортировки пакетов по типам каналов 8 является выходом каналов данных с негарантированным качеством обслуживания и соединен с первым входом блока очередей каналов данных с негарантированным качеством обслуживания 14, четвертый выход блока сортировки пакетов по типам каналов 8, формирующий время поступления полученного пакета, соединен с первым входом блока расчета динамического приоритета 16. Первый выход блока сбора информации о созданных соединениях 10, на котором сформированы параметры качества обслуживания с типом канала данных гарантированного качества обслуживания, соединен со вторым входом блока расчета динамического приоритета 16. Третий вход блока расчета динамического приоритета 16 соединен со вторым выходом блока очередей каналов данных с гарантированным качеством обслуживания 13, формирующим информацию о пакетов каналов с гарантированным качеством обслуживания. Второй выход блока сбора информации о созданных соединениях 10, на котором сформированы параметры качества обслуживания с типом канала данных негарантированного качества обслуживания, соединен со входом блока контроля скорости передачи данных 9. Выход блока контроля скорости передачи данных 9, формирующий размер требуемого количества данных для каждого соединения, соединен с первым входом блока расчета весовых коэффициентов 15. Первый вход блока извлечения пакетов из очереди 17 соединен с выходом блока очередей каналов данных с типом служебных сообщений 12, второй вход блока извлечения пакетов из очереди 17 соединен с выходом блока очередей каналов данных с гарантированным качеством обслуживания 13, третий вход блока извлечения пакетов из очереди 17 соединен с выходом блока очередей каналов данных с негарантированным качеством обслуживания 14, четвертый вход блока извлечения пакетов из очереди 17 соединен с первым выходом блока расчета весовых коэффициентов 15, формирующем значения весовых коэффициентов для каждого канала данных с негарантированным качеством обслуживания и размер требуемого количества данных для каждого канала данных, пятый вход блока извлечения пакетов из очереди 17 соединен с выходом блока расчета динамического приоритета 16, формирующего динамический приоритет для каналов данных с гарантированным качеством обслуживания, шестой вход блока извлечения пакетов из очереди 17 соединен с первым выходом блока определения свободного места во временном интервале 19, формирующем величину свободного места в данном временном интервале. Выход блока извлечения пакетов из очереди 17 соединен со входом блока учета пакетов, отправленных на передачу, 18. Второй выход блока учета пакетов, отправленных на передачу, 18, формирующий сигнал о начале нового временного интервала, соединен со входом блока определения свободного места во временном интервале 19. Выход блока определения свободного места во временном интервале 19, формирующем величину свободного места в данном временном интервале, соединен с первым входом блока активации и деактивации созданных каналов данных 20. Второй вход блока активации и деактивации созданных каналов данных 20 соединен со вторым выходом блока расчета динамического приоритета 16, формирующего сигнал о превышении допустимого значения характеристики гарантированного качества обслуживания. Третий вход блока активации и деактивации созданных каналов данных 20 соединен со вторым выходом блока сбора информации о созданных соединениях 10, который является выходом информации о созданных соединениях. Выход блока активации и деактивации созданных каналов данных 20 является выходом управления потоками данных по созданным каналам и вторым выходом устройства.The device comprises a packet sorting unit according to channel types 8, a data transfer rate control unit 9, a connection information collection unit 10, whose input is an input to the quality of service parameters and the first input of the device, a packet queue block for each connection 11, and a packet queue block for each connection 11 consists of a block of queues of data channels with a type of service messages 12, a block of queues of data channels with a guaranteed quality of service 13, a block of queues of data channels with an unwarranted the quality of service 14, the unit for calculating the weight coefficients 15, the unit for calculating the dynamic priority 16, the unit for extracting packets from the queue 17, the unit for accounting for packets sent for transmission, 18, the first output of which is the first output of the device, the unit for determining free space in the time interval 19 , the block of activation and deactivation of the created data channels 20. The input of the block for sorting packets by channel types 8 is the input of data packets and the second input of the device, the first output of the block for sorting packets by channel types 8 is the output of data channels with the type of service message and connected to the first input of the block of queues of data channels with the type of service messages 12, the second output of the block for sorting packets by types of channels 8 is the output of data channels with guaranteed quality of service and is connected to the first input of the block of queues of data channels with guaranteed quality of service 13, the third output of the packet sorting unit according to channel types 8 is the output of data channels with unwarranted quality of service and is connected to the first input of the block by eating data channels with unwarranted quality of service 14, the fourth output of the packet sorting unit by channel type 8, which forms the time of receipt of the received packet, is connected to the first input of the dynamic priority calculation unit 16. The first output of the information collection block about the created connections 10, on which quality parameters are generated service with a data channel type of guaranteed quality of service, connected to the second input of the dynamic priority calculation block 16. The third input of the dynamic pri iteta 16 is connected to the second output queue data channels with a guaranteed quality of service 13, forms the information channels packets with a guaranteed quality of service. The second output of the unit for collecting information about the created connections 10, on which the quality of service parameters with the type of the data channel of the guaranteed quality of service are generated, is connected to the input of the data rate control unit 9. The output of the data rate control unit 9, forming the size of the required amount of data for each connection , connected to the first input of the block for calculating weighting coefficients 15. The first input of the block for extracting packets from the queue 17 is connected to the output of the block of queues of data channels with the type of case e-mail messages 12, the second input of the packet extraction unit from the queue 17 is connected to the output of the data channel queue block with guaranteed quality of service 13, the third input of the packet extraction block from the queue 17 is connected to the output of the data channel queue block with the guaranteed quality of service 14, the fourth input of the extraction block packets from the queue 17 is connected to the first output of the block for calculating the weighting coefficients 15, which forms the values of the weighting coefficients for each data channel with non-guaranteed quality of service and the size of the required amount of data for each data channel, the fifth input of the packet extraction unit from the queue 17 is connected to the output of the dynamic priority calculation unit 16, which forms a dynamic priority for the data channels with guaranteed quality of service, the sixth input of the packet extraction unit from the queue 17 is connected to the first output unit for determining free space in a time interval 19, forming the amount of free space in a given time interval. The output of the packet extraction unit from the queue 17 is connected to the input of the accounting unit for packets sent for transmission, 18. The second output of the accounting unit for packets sent for transmission, 18, which generates a signal about the beginning of a new time interval, is connected to the input of the free space determination unit in the time interval 19. The output of the free space determination unit in the time interval 19, which forms the amount of free space in the given time interval, is connected to the first input of the activation and deactivation unit of the created data channels 20. The second input the activation and deactivation unit of the created data channels 20 is connected to the second output of the dynamic priority calculation unit 16, which generates a signal that the acceptable value of the guaranteed quality of service characteristic is exceeded. The third input of the activation and deactivation unit of the created data channels 20 is connected to the second output of the unit for collecting information about the created connections 10, which is the output of information about the created connections. The output of the activation and deactivation unit of the created data channels 20 is the control output of the data flows through the created channels and the second output of the device.

Работает устройство следующим образом.The device operates as follows.

На блок сбора информации о созданных соединениях 10 поступает информация о параметрах каналов данных и статическом приоритете каналов, принадлежащих созданным соединениям. При удалении канала данных информация о его параметрах удаляется из памяти блока сбора информации о созданных соединениях 10. За статический приоритет k принимают параметр, присвоенный каждому каналу и имеющий значения в диапазоне от 0 до K с шагом 1, причем значение данного параметра назначают как для каждого канала в отдельности, так и для всех каналов, входящих в состав одного соединения.Information on the parameters of the data channels and the static priority of the channels belonging to the created connections are supplied to the information collection unit about the created connections 10. When a data channel is deleted, information about its parameters is deleted from the memory of the unit for collecting information about the created connections 10. For the static priority k, take the parameter assigned to each channel and having values in the range from 0 to K in steps of 1, and the value of this parameter is assigned as for each channel separately, and for all channels that are part of the same connection.

Параметрами каналов данных могут быть скорость кодирования, вид модуляции, используемые при передаче данных по данному каналу данных, запрошенная скорость передачи данных, параметры гарантированного качества обслуживания, такие как задержка, изменение задержки и др.The parameters of the data channels can be the coding rate, the type of modulation used when transmitting data on this data channel, the requested data transfer rate, parameters of the guaranteed quality of service, such as delay, delay variation, etc.

Пакеты данных для передачи по каждому созданному каналу данных поступают на вход блока сортировки пакетов по типам каналов 8.Data packets for transmission on each created data channel are received at the input of the packet sorting unit according to channel types 8.

Блок сортировки пакетов по типам каналов 8 производит сортировку пакетов, поступивших на вход устройства, по типу канала данных, которому принадлежит пакет, и передает их в блок очередей пакетов для каждого соединения 11. Блок очередей пакетов для каждого соединения 11 содержит блок очередей каналов данных с типом служебных сообщений 12, на вход которого поступают пакеты каналов данных с типом служебных сообщений, блок очередей каналов данных с гарантированным качеством обслуживания 13, на вход которого поступают пакеты каналов данных с типом гарантированного качества обслуживания, и блок очередей каналов данных негарантированного качества обслуживания 14, на вход которого поступают пакеты каналов данных с типом негарантированного качества обслуживания.The packet sorting unit by channel type 8 sorts the packets received at the input of the device by the type of data channel to which the packet belongs and transfers them to the packet queue block for each connection 11. The packet queue block for each connection 11 contains a block of data channel queues with type of service messages 12, the input of which receives data channel packets with the type of service messages, a queue block of data channels with a guaranteed quality of service 13, the input of which receives data channel packets of type m of guaranteed quality of service, and a block of queues of data channels of unwarranted quality of service 14, the input of which receives data channel packets with the type of unwarranted quality of service.

Блок сортировки пакетов по типам каналов 8 определяет время поступления полученного пакета для каналов данных с гарантированным качеством обслуживания и передает это значение на блок расчета динамического приоритета 16.The unit for sorting packets by channel types 8 determines the arrival time of the received packet for data channels with guaranteed quality of service and transfers this value to the dynamic priority calculation block 16.

Блок сортировки пакетов по типам каналов 8 для проведения процедуры разделения пакетов по типу каналов данных может быть выполнен, например, на основе элемента памяти, хранящего типы каналов данных, анализатора пакетов, осуществляющего извлечение информационного поля пакета, содержащего типы канала данных, с которым ассоциирован пакет, элемент сравнения, выполняющий сравнение извлеченного информационного поля с типами каналов данных из блока памяти.A block for sorting packets by channel types 8 for performing the procedure of separating packets by type of data channels can be performed, for example, on the basis of a memory element storing data channel types, a packet analyzer that extracts the information field of the packet containing the types of data channel with which the packet is associated , a comparison element that compares the extracted information field with the types of data channels from the memory block.

Блоки 12, 13 и 14 представляют собой набор модулей со способом организации обращений типа FCFS (см. Фосс С.Г., Чернова Н.И. Об оптимальности дисциплины FCFS в многоканальных системах и сетях обслуживания. // Сибирский математический журнал. Новосибирск. 2001. №2. С.434-450).Blocks 12, 13 and 14 are a set of modules with a method of organizing calls of the FCFS type (see Foss S.G., Chernova N.I. On the optimality of the FCFS discipline in multichannel systems and service networks. // Siberian Mathematical Journal. Novosibirsk. 2001 No. 2. S.434-450).

Параметры качества обслуживания канала данных с типом негарантированного качества обслуживания с выхода блока сбора информации о созданных соединениях 10 поступают на блок контроля скорости передачи данных 9.The parameters of the quality of service of the data channel with the type of non-guaranteed quality of service from the output of the unit for collecting information about the created connections 10 are sent to the data rate control unit 9.

Параметры качества обслуживания канала данных с типом гарантированного качества обслуживания с выхода блока сбора информации о созданных соединениях 10 поступают на блок расчета динамического приоритета 16.The quality of service parameters of the data channel with the type of guaranteed quality of service from the output of the unit for collecting information about the created connections 10 are sent to the dynamic priority calculation unit 16.

Блок контроля скорости передачи данных 9 выполняет расчет требуемого количество данных для каждого канала данных, необходимых для передачи в формируемом временном интервале, исходя из запрошенной скорости соединения или скорости выбранной для данного типа каналов данных. Расчет может быть произведен следующим образом:The data rate control unit 9 calculates the required amount of data for each data channel necessary for transmission in the generated time interval, based on the requested connection speed or the speed selected for this type of data channel. The calculation can be made as follows:

L_i=rate_i·Т бит,L _i = rate _i · T bit,

где rate_i, бит/сек - скорость передачи данных по данному каналу данных, Т, сек - длительность временного интервала передачи.where rate _i , bit / s is the data transfer rate on this data channel, T, s is the duration of the transmission time interval.

Размер требуемого количества данных для каждого канала данных передается с блока 9 на блок расчета весовых коэффициентов 15.The size of the required amount of data for each data channel is transmitted from block 9 to the block for calculating weighting factors 15.

Блок расчета весовых коэффициентов 15, получив размер требуемого количества данных для каждого канала данных L_i от блока 9, производит расчет весовых коэффициентов φ_j для каждого канала данных. Расчет может быть произведен следующим образом:The block for calculating the weighting coefficients 15, having received the size of the required amount of data for each data channel L _i from block 9, calculates the weighting factors φ _j for each data channel. The calculation can be made as follows:

При этом суммирование производится только по каналам данных с негарантированным качеством обслуживания с приоритетом, равным приоритету j-го канала данных.In this case, the summation is performed only over data channels with an unwarranted quality of service with a priority equal to the priority of the j-th data channel.

После чего блок расчета весовых коэффициентов 15 передает значения весовых коэффициентов и размер требуемого количества данных для каждого канала данных блоку извлечения пакетов из очереди 17.After that, the weighting coefficient calculation unit 15 transmits the weighting values and the size of the required amount of data for each data channel to the packet extraction unit from the queue 17.

Блок расчета динамического приоритета 16 выполняет расчет динамического приоритета для каждого пакета каналов данных с типом гарантированного качества обслуживания. Расчет производится по истечению очередного временного интервала передачи.The dynamic priority calculation unit 16 performs dynamic priority calculation for each data channel packet with the type of guaranteed quality of service. The calculation is made after the expiration of the next transmission time interval.

Если для канала с гарантированным качеством обслуживания значение характеристики передачи равно максимально допустимому значению характеристики гарантированного качества обслуживания для данного канала передачи, то блок расчета динамического приоритета 16 к динамическому приоритету пакетов данного канала добавляет заранее заданную величину ε.If for a channel with guaranteed quality of service the value of the transmission characteristic is equal to the maximum allowed value of the characteristic of guaranteed quality of service for a given transmission channel, then the dynamic priority calculation unit 16 adds a predetermined value ε to the dynamic priority of packets of this channel.

На основе параметров, поступивших на блок расчета динамического приоритета 16, динамический приоритет можно рассчитать различными способами.Based on the parameters received by the dynamic priority calculation unit 16, the dynamic priority can be calculated in various ways.

При этом для расчета динамического приоритета могут быть использованы параметры гарантированного качества обслуживания, запрошенная скорость передачи, текущая скорость передачи, определяемая из количества данных, переданных по каждому каналу данных, время поступления пакета на вход устройства и др.At the same time, the parameters of the guaranteed quality of service, the requested transfer rate, the current transfer rate, determined from the amount of data transmitted on each data channel, the time the packet arrives at the input of the device, etc. can be used to calculate the dynamic priority.

Расчет динамического приоритета может быть выполнен одним из следующих способов.Dynamic priority calculation can be performed in one of the following ways.

При учете параметров гарантированного качества обслуживания - задержки пакета и изменения задержки от пакета к пакету, динамический приоритет может быть рассчитан следующим образом:When taking into account the parameters of the guaranteed quality of service — packet delays and delay changes from packet to packet, dynamic priority can be calculated as follows:

где k - статический приоритет верхнего уровня, τ_CURRENT=(N_CURRENT-N)·T - задержка (выраженная в единицах длительности временного интервала) пакета в очереди. N_CURRENT - номер временного интервала, для которого в данный момент осуществляется планирование, N - номер временного интервала постановки пакета в очередь.where k is the static priority of the upper level, τ _CURRENT = (N _CURRENT -N) · T is the delay (expressed in units of the length of the time interval) of the packet in the queue. N _CURRENT is the number of the time interval for which planning is currently underway, N is the number of the time interval for queuing the packet.

Δτ_CURRENT=τ_CURRENT-τ_LAST, где τ_LAST - задержка предыдущего обработанного пакета данного соединения.Δτ _CURRENT = τ _CURRENT -τ _LAST , where τ _LAST is the delay of the previous processed packet of this connection.

При учете параметра гарантированного качества обслуживания - средней скорости передачи, динамический приоритет может быть рассчитан следующим образом:When taking into account the parameter of guaranteed quality of service - average transmission speed, dynamic priority can be calculated as follows:

где k - статический приоритет верхнего уровня, Δrate=rate_asked-rate_current - разница (выраженная в единицах бит/сек) между текущей скоростью передачи данных в данном канале и гарантированной скоростью, rate_asked - гарантированная скорость передачи данных в канале, выраженная в единицах бит/сек,

- текущая скорость передачи данных в данном канале, выраженная в единицах бит/сек, где Δt - длительность временного интервала передачи, Ndata - количество данных, переданных за время Δt по данному каналу данных.where k is the static priority of the upper level, Δrate = rate _asked -rate _current is the difference (expressed in units of bits / sec) between the current data rate in this channel and the guaranteed speed, rate _asked is the guaranteed data rate in the channel, expressed in units bps

is the current data transfer rate in this channel, expressed in units of bits / sec, where Δt is the duration of the transmission time interval, Ndata is the amount of data transmitted over the time Δt on this data channel.

Значение динамического приоритета канала данных с гарантированным качеством обслуживания с блока расчета динамического приоритета 16 поступает на вход блока извлечения пакетов из очереди 17.The value of the dynamic priority of the data channel with guaranteed quality of service from the dynamic priority calculation unit 16 is input to the packet extraction unit from the queue 17.

В начале каждого временного интервала передачи блок извлечения пакетов из очереди 17 извлекает служебные пакеты из блока очередей каналов данных с типом служебных сообщений 12 и отправляет их на передачу в формируемом временном интервале, при этом перед извлечением очередного пакета из очереди блок извлечения пакетов из очереди 17 проверяет свободное место в формируемом временном интервале.At the beginning of each transmission time interval, the packet extraction unit from the queue 17 extracts service packets from the data channel queue block with the service message type 12 and sends them for transmission in the generated time interval, while before extracting the next packet from the queue, the packet extraction block from the queue 17 checks free space in the generated time interval.

Затем блок извлечения пакетов из очереди 17 извлекает из блока очередей каналов данных с гарантированным качеством обслуживания 13 пакеты данных каналов с гарантированным качеством обслуживания в порядке убывания динамического приоритета, начиная с уровня значения М до K включительно, где М - максимально возможное значение динамического приоритета.Then, the packet extraction unit from the queue 17 extracts from the queue block of data channels with guaranteed quality of service 13 data packets of channels with guaranteed quality of service in decreasing order of dynamic priority, starting from the level of values M to K inclusive, where M is the maximum possible value of dynamic priority.

Если пакеты данных каналов с гарантированным качеством обслуживания имеют равный динамический приоритет, то блок извлечения пакетов из очереди 17 извлекает пакеты в порядке их поступления в очередь.If the data packets of the channels with guaranteed quality of service have equal dynamic priority, then the packet extraction unit from the queue 17 retrieves the packets in the order they arrive in the queue.

Затем блок извлечения пакетов из очереди 17 извлекает из блока очередей каналов данных с негарантированным качеством обслуживания 14 пакеты каналов без гарантированного качества обслуживания со статическим приоритетом K, используя весовые коэффициенты.Then, the packet extraction unit from the queue 17 extracts from the queue block of the data channels with unwarranted quality of service 14 channel packets without guaranteed quality of service with a static priority K using weighting factors.

Если свободного места во временном интервале больше, чем требуется для передачи всех пакетов канала негарантированного качества обслуживания со статическим приоритетом K, то блок 17 извлекает все пакеты канала передачи негарантированного качества обслуживания с приоритетом K.If there is more free space in the time interval than is required for the transmission of all packets of the channel of unwarranted quality of service with static priority K, then block 17 extracts all the packets of the channel of transmission of the unwarranted quality of service with priority K.

Если же свободного места во временном интервале меньше, то размер данных l_i для передачи в формируемом временном интервале от каждого канала передачи данных блок извлечения пакетов из очереди 17 определяет пропорционально весовому коэффициенту φ_i. Размер данных l_i от каждого канала может быть рассчитан следующим образом: l_i=min(L_i,λ_i), где L_i - размер требуемого количества данных для i-го канала данных, λ_i=φ_i(F·с_rate_iS_i), где φ_i- весовой коэффициент i-го канала данных, F - количество оставшихся символов модуляции в формируемом временном интервале (свободное место во временном интервале), данное значение поступает с блока определения свободного места во временном интервале 19, c_rate_i - скорость кодирования, применяемая при кодировании данных, передаваемых по соответствующему соединению, S_i - количество бит в одном символе модуляции, определяемой используемым видом модуляции, применяемой при передачи данных по соответствующему каналу данных.If the free space in the time interval is less, then the size of the data l _i for transmission in the generated time interval from each data transmission channel, the packet extraction unit from the queue 17 determines proportionally to the weight coefficient φ _i . The data size l _i from each channel can be calculated as follows: l _i = min (L _i , λ _i ), where L _i is the size of the required amount of data for the i-th data channel, λ _i = φ _i (F · с_rate _i S _i ), where φ _i is the weight coefficient of the ith data channel, F is the number of remaining modulation symbols in the generated time interval (free space in the time interval), this value comes from the free space determination unit in time interval 19, c_rate _i - encoding rate used when encoding data transmitted over the corresponding connection, S _i - to the number of bits in one modulation symbol determined by the type of modulation used when transmitting data on the corresponding data channel.

После этого блок 17 вновь извлекает пакеты данных канала с гарантированным качеством обслуживания, но со значением динамического приоритета в интервале (K, K-1).After that, block 17 again retrieves the channel data packets with guaranteed quality of service, but with a dynamic priority value in the interval (K, K-1).

Затем блок 17 извлекает пакеты данных канала передачи негарантированного качества обслуживания со значением статического приоритета K-1.Block 17 then extracts the data packets of the non-guaranteed quality of service transmission channel with a static priority value of K-1.

Блок извлечения пакетов из очереди 17 прекращает извлечение пакетов, если размер свободной области временного интервала меньше размера следующего отобранного пакета данных или если в очередях отсутствуют пакеты данных.The packet extraction unit from queue 17 stops packet extraction if the size of the free area of the time interval is less than the size of the next selected data packet or if there are no data packets in the queues.

Алгоритм работы блока извлечения пакетов из очереди 17 показан на фиг.3.The algorithm of the unit for extracting packets from the queue 17 is shown in Fig.3.

Пакеты, отобранные блоком извлечения пакетов из очереди 17, передаются блоку учета пакетов, отправленных на передачу 18, который определяет размер пакетов и отправляет их на передачу в формируемом временном интервале.Packets selected by the packet extraction unit from the queue 17 are transmitted to the accounting unit for packets sent for transmission 18, which determines the size of the packets and sends them for transmission in the generated time interval.

Блок определения свободного места во временном интервале 19, получив размер пакета от блока учета пакетов, отправленных на передачу 18, рассчитывает свободное место в формируемом временном интервале, при этом под свободным местом понимается оставшееся количество символов модуляции. Свободное место в формируемом временном интервале может быть рассчитано следующим образом:The unit for determining the free space in the time interval 19, having received the packet size from the accounting unit for the packets sent for transmission 18, calculates the free space in the generated time interval, and the free space is understood as the remaining number of modulation symbols. Free space in the generated time interval can be calculated as follows:

символов,

characters

где μ - количество символом модуляции в одном временном интервале или размер временного интервала, V - количество пакетов, отобранных для данного временного интервала, packet_i бит - размер пакета данных, отобранного для передачи в данном временном интервале, с_rate_i - скорость кодирования, применяемая при кодировании соответствующего пакета данных, S_i- количество бит в одном символе модуляции, определяемой используемым видом модуляции, применяемой при передачи данного пакета данных.where μ is the number of modulation symbols in one time interval or the size of the time interval, V is the number of packets selected for a given time interval, packet _i bits are the size of the data packet selected for transmission in a given time interval, s_rate _i is the encoding rate used for encoding the corresponding data packet, S _i is the number of bits in one modulation symbol determined by the type of modulation used when transmitting this data packet.

Величина свободного места в формируемом временном интервале с блока определения свободного места во временном интервале 19 поступает на блок активации и деактивации созданных каналов данных 20.The amount of free space in the generated time interval from the free space determination unit in the time interval 19 is supplied to the activation and deactivation unit of the created data channels 20.

Если для канала с гарантированным качеством обслуживания одна из характеристик канала передачи превысила значение соответствующей допустимой характеристики гарантированного качества обслуживания и, следовательно, не выполнено требование гарантированного качества обслуживания, то блок расчета динамического приоритета 16 посылает команду на блок активации и деактивации созданных каналов данных 20, который переводит канал данных в режим ожидания и посылает команду управления потоком данных для прекращения передачи данных по данному каналу.If for a channel with guaranteed quality of service one of the characteristics of the transmission channel exceeded the value of the corresponding acceptable characteristic of guaranteed quality of service and, therefore, the requirement of guaranteed quality of service is not fulfilled, then the dynamic priority calculation unit 16 sends a command to the generated data channel 20 activation and deactivation unit, which puts the data channel in standby mode and sends a data flow control command to stop the data transmission anal.

По окончании формирования временного интервала блок активации и деактивации созданных каналов данных 20 на основании оставшегося свободного места во временном интервале передачи выносит решение о возможности перевода каналов передачи данных из режима ожидания в активный режим на основании требуемой ими полосы пропускания. В случае перевода канала данных в активный режим блок активации и деактивации 20 посылает команду управления потоком данных для возобновления передачи данных по данному каналу. Например, решение о переводе канала данных в активный режим может быть принято при выполнении следующего условия:Upon completion of the formation of the time interval, the activation and deactivation unit of the created data channels 20, based on the remaining free space in the transmission time interval, makes a decision on the possibility of transferring the data transmission channels from standby to active mode based on the required bandwidth. In the case of transferring the data channel to the active mode, the activation and deactivation unit 20 sends a data flow control command to resume data transmission on this channel. For example, the decision to transfer the data channel to active mode can be made if the following condition is met:

где F - свободное место в формируемом временном интервале в символах модуляции, rate_asked - запрошенная скорость передачи данных в канале, выраженная в единицах бит/сек, Δt - длительность временного интервала передачи, c_rate_i - скорость кодирования, применяемая при кодировании пакетов данного канала, S - количество бит в одном символе модуляции, определяемой используемым видом модуляции, применяемой при передачи пакетов данного канала.where F is the free space in the generated time interval in modulation symbols, rate _asked is the requested data rate in the channel, expressed in units of bits / sec, Δt is the length of the transmission time interval, c_rate _i is the encoding rate used when encoding packets of this channel, S is the number of bits in one modulation symbol, which is determined by the type of modulation used when transmitting packets of a given channel.

Таким образом, данное изобретение повышает пропускную способность систем связи за счет применения адаптивного планирования, заключающегося в раздельной обработке различных каналов данных и использования в работе характеристик передачи данных и ресурса канала передачи. Также увеличению пропускной способности способствует адаптивное управление потоками данных, позволяющее при недостаточной полосе пропускания приостанавливать поток данных по каналам с не выполненными гарантиями качества обслуживания и возобновлять поток данных при достаточном ресурсе полосы пропускания. При этом возможность учета любых параметров качества обслуживания позволяет применять данное изобретение в любых приложениях передачи данных.Thus, this invention improves the throughput of communication systems through the use of adaptive planning, which consists in the separate processing of various data channels and the use of the characteristics of the data transfer and resource of the transmission channel. Adaptive data flow control also helps to increase throughput, which allows for insufficient bandwidth to suspend the data flow over channels with unfulfilled service quality guarantees and resume data flow with a sufficient bandwidth resource. Moreover, the ability to take into account any parameters of the quality of service allows you to apply this invention in any data transfer applications.

Claims

1. A method of organizing and controlling the transmission of data packets, which consists in creating connections on the transmitting side with a set of destinations, each connection containing one or more data transmission channels of one or more types that have certain requirements for the quality of data transmission and can be divided into a channel for transmission of service messages, a channel with a guaranteed quality of service and a channel without a guaranteed quality of service, and each channel of data transmission is assigned a static priority k, from the range [0, K], sort the data packets intended for transmission, and place them in a queue corresponding to data channels, first serve the service packet queue, extracting them from the queue and sending them for transmission in the next time interval, in this case, before removing the next packet from the queue, check the free space in the time interval in which the transmission is planned, for each packet in the queues of channels with guaranteed quality of service, calculate the dynamic priority In particular, service data packets of channels with guaranteed quality of service in decreasing order of dynamic priority starting from the level of values M to K inclusive, where M is the maximum possible value of dynamic priority, if data packets of channels with guaranteed quality of service have equal dynamic priority, then the packets are served in the order of their entry into the queue, then the data packets of the channels are served without guaranteed quality of service with a static priority K, for this, from the parameters the required data rate is determined from each data channel with a top-level priority K, based on which the required amount of data is required to transmit in the generated time interval for the data channel, if there is more free space in the time interval than is required to transfer all channel packets without guaranteed quality of service with a static priority K, then all packets of the transmission channel are transmitted without a guaranteed quality of service with priority K, if free Since there is less space in the time interval, then the size of the data for transmission in the current time interval from each data transmission channel i is determined in proportion to the weight coefficient φ _i , after which the channel data packets with guaranteed quality of service with the value of dynamic priority in the interval (K, K- 1), then service the data packets of the transmission channel without guaranteed quality of service with a value of static priority K-1, the procedure for servicing packets is stopped if the size of the free area the time interval is less than the size of the next selected data packet, or if there are no data packets in the queues, after the end of each time interval, the dynamic priority is recalculated for each data packet in the established queues, if for a channel with guaranteed quality of service one of the characteristics of the transmission channel exceeded the value of the corresponding acceptable characteristics of guaranteed quality of service, and therefore, the requirement of guaranteed quality for service, then the processing of data packets for a given transmission channel is stopped and deleted from the memory, and the transmission channel is put into standby mode, if for a channel with guaranteed quality of service the transmission characteristic value is equal to the maximum allowed value of the guaranteed quality of service characteristic for this transmission channel, then it is necessary to the dynamic priority it is necessary to add a predetermined value of 8, at the end of the formation of the time interval, the free space is calculated and solution are the possibility of transfer of data channels from standby mode to active mode on the basis of the desired bandwidth.

2. The method according to claim 1, characterized in that the static priority k is taken to be the parameter assigned to each channel and having values in the range from 0 to K in increments of 1, the value of this parameter is assigned for each channel separately, and for all channels that make up one connection.

3. The method according to claim 1, characterized in that the free space in the time interval for each channel is defined as the amount of data that can be transmitted with a given modulation type and coding rate using the available modulation symbols, the data volume being calculated as

where μ is the number of modulation symbols in one time interval or the size of the time interval; V is the number of packets selected for a given time interval; packet _i bit - the size of the data packet selected for a given time interval; c_rate _i is the coding rate used when coding the corresponding data packet; S _i is the number of bits in one modulation symbol determined by the type of modulation used when transmitting this data packet; c-rate _j is the encoding rate used when encoding the corresponding packet.

4. The method according to claim 1, characterized in that the dynamic priority is defined as a value that takes values from a range from 0 to M and is the sum of the static priority and the quality of service control parameter.

5. The method according to claim 1, characterized in that the dynamic priority when considering the delay of the packet and changes in the delay from packet to packet is determined as

where k is the static priority of the upper level; τ _current = N _Ф-current -N _Ф - delay (expressed in units of the duration of the time interval) of the packet in the queue; N _{Ф_current} - the number of the time interval for which planning is currently _underway ; N _f - the number of the time interval, placing the packet in the queue; Δτ _current = τ _current - ~ τ _last , where τ _last is the delay of the previous processed packet of this queue.

6. The method according to claim 1, characterized in that the dynamic priority when taking into account the average transmission speed is determined as

where k is the static priority of the upper level; Δrate = rate _asked -rate _current - the difference (expressed in units of bps) between the current data rate in this channel and the guaranteed speed; rate _asked - guaranteed data rate in the channel, expressed in units of bit / s; rate _current - the current data rate in this channel, expressed in units of bit / s.

7. The method according to claim 1, characterized in that the value of a given value (can take any value in the range 0-0.5.

8. The method according to claim 1, characterized in that the weight coefficient φ _i for each data channel i with priority K is calculated as the ratio of the calculated required amount of data for a given transmission channel to the sum of the calculated required data sizes for all transmission channels without guaranteed quality of service with priority K.

9. The method according to claim 1, characterized in that the weight coefficient φ _i for each data channel i with priority K is calculated as the ratio of the amount of available space in the time interval to the number of transmission channels without guaranteed quality of service with priority K.

10. The method according to claim 3, characterized in that the size of the time interval is defined as the number of modulation symbols that can be transmitted in the used time-frequency domain.

11. A device for organizing and managing the transmission of data packets containing a block for collecting information about the created connections, the input of which is the input of the quality of service parameters and the first input of the device, a block of packet queues for each connection, a block for extracting packets from the queue, and a unit for accounting for packets sent for transmission , the input of the accounting unit for packets sent for transmission is connected to the output of the unit for extracting packets from the queue, and the first output of the accounting unit for packets sent for transmission is the first output of the device characterized in that a block for sorting packets by channel type, a block for controlling the data transfer rate, a block for calculating dynamic priority, a block for calculating weight coefficients, a block for determining free space in a time interval, an block for activating and deactivating the created data channels, and a block of packet queues are introduced for each connection consists of a block of queues of data channels with a type of service messages, a block of queues of data channels with a guaranteed quality of service, a block of queues of data channels from a negar the quality of service, the input of the packet sorting block by channel types is the input of data packets and the second input of the device, the first output of the packet sorting block by channel types is the output of the data channel with the type of service message and connected to the first input of the queue block of data channels with the type of service messages, the second output of the packet sorting unit by channel type is the output of data channels with guaranteed quality of service and is connected to the first input of the queue block of data channels with a guarantee quality of service, the third output of the packet sorting block by channel types is the output of data channels with an unwarranted quality of service and connected to the first input of the data channel queue block with an unwarranted quality of service, the fourth output of the packet sorting block by channel types, which forms the time of receipt of the received packet, is connected with the first input of the dynamic priority calculation unit, the first output of the information collection unit about the created connections, on which the quality parameters are formed a service channel with a data channel type of guaranteed quality of service, connected to the second input of the dynamic priority calculation unit, the third input of the dynamic priority calculation unit is connected to the second output of the data channel queue block with guaranteed quality of service, generating information about channel packets with guaranteed quality of service, the second output unit for collecting information about the created connections, on which the parameters of the quality of service with the type of data channel are unwarranted quality of service, connected to the input of the data rate control unit, the output of the data rate control unit, which forms the size of the required amount of data for each connection, is connected to the first input of the weight coefficient calculation unit, the first input of the packet extraction unit from the queue is connected to the output of the queue block data channels with the type of service messages, the second input of the unit for extracting packets from the queue is connected to the output of the block of queues of data channels with guaranteed quality of service, one third the input of the packet extracting unit from the queue is connected to the output of the queue block of data channels with unwarranted quality of service, the fourth input of the packet extraction block of the queue is connected to the output of the weighting unit calculating unit, which forms the weighting coefficients for each data channel with unwarranted quality of service and the size of the required amount of data for each data channel, the fifth input of the packet extraction unit from the queue is connected to the output of the dynamic priority calculation unit, forming dynamic priority, for data channels with guaranteed quality of service, the sixth input of the packet extraction unit from the queue is connected to the first output of the free space determination unit in the time interval, which forms the amount of free space in this time interval, the second output of the accounting unit for packets sent for transmission, generating a signal about the beginning of a new time interval, connected to the second input of the free space determination unit in the time interval, the output of the free space determination unit in time the variable interval, which forms the amount of free space in this time interval, is connected to the first input of the activation and deactivation unit of the created data channels, the second input of the activation and deactivation unit of the created data channels is connected to the second output of the dynamic priority calculation unit, which generates a signal about exceeding the allowed value of the guaranteed characteristics quality of service, the third input of the activation and deactivation unit of the created data channels is connected to the second output of the information collection unit about connections, which is the output of information about the created connections, the output of the activation and deactivation unit of the created data channels is the output of data flow control over the created channels and the second output of the device.