ДИНАМИЧЕСКОЕ НАДЕЖНОЕ УПЛОТНЕНИЕ ЗАГОЛОВКА
DYNAMIC ROBUST HEADER COMPRESSION

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к телекоммуникациям, и в частности - к уплотнению заголовков пакетов, таких как пакеты мультимедийных данных (медиапакеты). Описанная технология в общем случае применяется к уплотнению заголовка, и она не ограничивает существующие механизмы ROHC-алгоритмом и способам кодирования, а вместо этого предлагает новые механизмы для лучшей настройки сжатия, основываясь на фактических характеристиках основного канала связи в присутствии переупорядочивания.
СВЯЗАННЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ И ДРУГИЕ СООБРАЖЕНИЯ
Связанный уровень техники включает в себя международную публикацию WO 01/35534 A2, озаглавленную «Variable-length encoding of compressed data». Однако WO 01/35534 A2 относится к кодированию полей с последовательным увеличением для обеспечения надежности при потере этих полей.
Другие релевантные документы включают в себя документ Kapoor, R., Haipeng J. and M. Kretz, Robust Header Compression (ROHC): Support for Reordering and Constant IP-ID, Интернет-проект (работа над проектом продолжается), <draft-ietf-kapoor-rohc-rtp-new-requirements-00.txt>, март 2005, который является предложением рабочей группы ROHC IETF для новых технических требований для ROHC. Kapoor обеспечивает предложения о том, как улучшить надежность при переупорядочивании для кодирования LSB последовательно увеличивающихся полей, которые предложены, но использует другой подход к проблеме.
Из-за огромного успеха Интернет стало перспективной задачей использовать Интернет протокол (IP) для всех видов каналов связи. Однако из-за того факта, что заголовки IP-протоколов являются довольно большими, осуществление этого для узкополосных каналов связи, таких как сотовые каналы связи, например, не всегда является простой задачей. Например, рассматривают обычные голосовые данные транспортируемыми в соответствии с протоколами (IP, UDP, RTP), используемыми для передачи голоса по Интернет протоколу (VoIP), где заголовок может составлять приблизительно 70% пакета, что приводит к очень неэффективному использованию канала связи.
Термин «сжатия (уплотнение) заголовка» охватывает технику уменьшения необходимой полосы пропускания для информации, переносимой в заголовках на основе сегмента сети по двухточечным линиям связи. Методы уплотнения заголовка в общем случае имеют более чем десятилетнюю историю в пределах сообщества Интернет. Существуют несколько обычно используемых протоколов уплотнения заголовка, таких как следующие: (1) Van Jacobson. Compressing TCP/IP Headers for Low-Speed Serial Links. IETF RFC 1144, IETF Network Working Group, February 1990; (2) Mikael Degermark, Bjorn Nordgren, Stephen Pink. IP Header Compression, IETF RFC 2507, IETF Network Working Group, February 1999; и (3) Steven Casner, Van Jacobson. Compressing IF VUDF VRTP Headers for Low-Speed Serial Links, IETF RFC 2508, IETF Network Working Group, February 1999, которые в своей полноте представлены в данной работе для справки.
Уплотнение заголовка использует тот факт, что некоторые поля в заголовках не изменяются в пределах потока или изменяются на небольшие и/или предсказуемые значения. Схемы уплотнения заголовка используют эти характеристики и посылают статическую информацию только первоначального, в то время как изменяющиеся поля посылаются с помощью их абсолютных величин или как различия от пакета к пакету. Полностью случайную информацию необходимо посылать совсем без уплотнения.
Таким образом уплотнение заголовка является важным компонентом для того, чтобы сделать IP-услуги по радиосвязи, такие как голосовые и видео услуги, экономически обоснованными. Решения по уплотнению заголовка были разработаны рабочей группой надежного уплотнения заголовка (ROHC) инженерной группы по развитию Интернета (IETF) для улучшения эффективности таких услуг.
Надежное уплотнение заголовка (ROHC), как определено в RFC 3095 («[ROHC]», т.е. Bormann, C, «RObust Header Compression (ROHC): Framework and four profiles: RTP, UDP, ESP, and uncompressed», RFC 3095, Internet Engineering Task Force, July 2001), является расширяемой структурой, для которой могут быть определены профили (совокупности параметров) для уплотнения различных протоколов. Для мультимедийных услуг в реальном времени (например, передачи голоса, видео) данные прикладной программы транспортируются от начала до конца в пределах потока IP/UDP/RTP. Уплотнение заголовка IP/UDP/RTP определяется с помощью профиля ROHC 0x0001 (ROHC RTP) и применяется, в числе прочего, для услуги передачи голоса по IP (VoIP). Схема уплотнения заголовка ROHC RTP разработана для эффективного уплотнения заголовков IP/UDP/RTP на произвольном канальном уровне.
Также для уплотнения определено множество других профилей ROHC. Среди них - (1) заголовки IP/UDP/RTP (описаны в: Jonsson. L. and G. Pelletier. RObust Header Compression (ROHC): A Link-Layer Assisted ROHC Profile for IP/UDP/RTP, IETF RFC 3242, April 2002; и Liu, Z and K. Le, Zero-byte Support for Bidirectional Reliable Mode (R-mode) in Extended Link-Layer Assisted RObust Header Compression (ROHC) Profile, IETF RFC 3408, December 2002); (2) заголовки только IP (описаны в: Jonsson, L. and G. Pelletier, RObust Header Compression (ROHC): A compression profile for IP, IETF RFC 3843, June 2004); (3) заголовки IP/TCP (описаны в: Pelletier, G., Jonsson, L., et al., RObust Header Compression (ROHC): A Profile for TCP/IP (ROHC-TCP), Internet Draft (work in progress), <draft-ietf-rohc-tcp-11.txt>, January 4, 2006); и (4) заголовки IP/UDP-Lite/RTP (описаны в: Pelletier, G., RObust Header Compression (ROHC): Profiles for UDP-Lite, IETF RFC 4019, March 2005). Все процитированные в данной работе «рабочие предложения» (RFC) включены в настоящее описание полностью посредством ссылки.
За исключением согласования (см. также Bormann, C, Robust Header Compression (ROHC) over PPP, IETF RFC 3241, April 2002), профили ROHC требуют только, чтобы формирование кадров и обнаружение ошибок было обеспечено канальным уровнем, в то время как все другие функциональные возможности обрабатываются в соответствии с самой схемой ROHC.
Схема уплотнения заголовка (такая как профиль ROHC) может быть концептуализирована и/или реализована как конечный автомат. Перспективной задачей является сохранение состояния блока уплотнения (“компрессора”) и блока разуплотнения (“декомпрессора”), которые называют контекстами, совместимыми друг с другом, сохраняя служебную информацию заголовка настолько малой, насколько это возможно. Существует один конечный автомат для блока уплотнения и один конечный автомат для блока разуплотнения. Конечный автомат блока уплотнения непосредственно воздействует на эффективность уплотнения, поскольку она является важной частью логики, которая управляет выбором вида уплотненного пакета, подлежащего передаче. Цель конечного автомата блока разуплотнения состоит в том, чтобы главным образом обеспечить логику для обратной связи (если применяется) и идентифицировать вид пакета, для которого может быть предпринято разуплотнение.
Контекст уплотнения содержит и поддерживает соответствующую информацию о прошлых пакетах, и эта информация используется для уплотнения и разуплотнения последующих пакетов. Как объясняется в документации ROHC, контекст блока уплотнения является состоянием, которое он использует для уплотнения заголовка. Контекст блока разуплотнения является состоянием, которое он использует для разуплотнения заголовка. Любой из них или оба в комбинации обычно упоминаются как «контекст», если ясно, который из них имеется в виду. Контекст содержит релевантную информацию из предыдущих заголовков в потоке пакетов, такую как статические поля и возможные значения эталона для уплотнения и разуплотнения. Кроме того, дополнительная информация, описывающая поток пакетов, также является частью контекста, например, информация о том, как поле «идентификатор IP» изменяется и обычное увеличение порядковых номеров или временных меток между пакетами.
Пакетом, который обеспечивает средство для блока разуплотнения для проверки успешного разуплотнения, является пакет обновления контекста. Когда разуплотнение можно проверять, этот вид пакета может обновлять контекст. Для ROHC, пакеты обновления контекста переносят циклический избыточный код (ЦИК) в пределах своего формата; это контрольная сумма, вычисленная для исходного неуплотненного заголовка. Этот ЦИК используется для проверки успешного разуплотнения каждого пакета; при успешном выполнении контекст можно обновлять.
Пакет, который полагается на другие средства обеспечения успешного разуплотнения - т.е. на формат пакета, не обеспечивает средства для блока разуплотнения для проверки успешного разуплотнения, и переносит только информацию, необходимую непосредственно для разуплотнения, является «ограниченным» пакетом. Эти пакеты не обновляют контекст.
Все профили ROHC, определенные в RFC 3095, RFC 3242, RFC 3408, «IP-ONLY» (Jonsson, L. and G. Pelletier, RObust Header Compression (ROHC): A compression profile for IP, IETF RFC 3843, June 2004) и «ROHC-UDPLite» (Pelletier, G., RObust Header Compression (ROHC): Profiles for UDP-Lite, Интернет-проект (работа над проектом продолжается), RFC 4019, April 2005), поддерживают три различных режима работы. Вкратце, для определенного контекста режим работы управляет действиями и логикой выполнения, а также типами пакетов для использования во время различных состояний операции уплотнения заголовка. Типы и форматы пакетов, которые разрешены, могут изменяться от одного режима к другому. Однонаправленный режим (U-режим) используется в начале любого уплотнения ROHC, прежде чем может произойти какой-либо переход к другим режимам. Двунаправленный оптимистический режим (O-режим) стремится максимизировать эффективность уплотнения и редкое использование канала обратной связи. Двунаправленный надежный режим (R-режим) стремится сделать максимальной надежность при потерях пакетов и повреждении контекста при распространении сигнала.
В U-режиме пакеты посылают только из блока уплотнения в блок разуплотнения. U-режим таким образом пригоден для использования в каналах связи, где обратный канал из блока разуплотнения в блок уплотнения или не нужен, или не доступен. Периодические регенерации используются в U-режиме. U-режим особенно часто применяют для широковещательных или групповых каналов.
O-режим аналогичен U-режиму, с тем отличием, что канал обратной связи используется для передачи запросов на восстановление при ошибках и (опционально) подтверждений значительных обновлений контекста из блока разуплотнения в блок уплотнения.
Следует отметить, что для большинства профилей ROHC, U-режим и O-режим часто не различая, упоминают, используя термин U/O-режим. Это происходит потому, что U-режим и O-режим имеют до некоторой степени аналогичные характеристики, такие как идентичный набор форматов пакетов для обоих режимов, а также аналогичную логику для выполнения обновлений контекста. Эта логика называется «оптимистическим подходом» и обеспечивает надежность при потерях пакетов для процедуры обновления контекста в U/O-режиме. См. также [RFC 3095 [ROHC], раздел 5.3.1.1.для более подробной информации.
R-режим значительно отличается от двух других режимов. В частности, R-режим использует несколько других видов пакета, которые понимаются и используются только в этом режиме. Однако R-режим отличается главным образом более широким использованием канала обратной связи и использует более строгую логику для выполнения обновления контекста. Эта логика основана на принципе обеспечения надежности с помощью эталона и обеспечивает надежность при потерях пакетов для процедуры обновления контекста в R-режиме. См. также [RFC 3095 [ROHC], раздел 5.5.1.для более подробной информации.
Профили уплотнения заголовка, определенные в RFC 3095 [ROHC], были разработаны в предположении, что канал между блоком уплотнения и блоком разуплотнения не будет переупорядочивать пакеты с уплотненным заголовком; канал обязан поддерживать порядок пакетов для каждого уплотненного потока. Это предположение было мотивировано тем, что каналы, которые первоначально рассматривались как потенциальные кандидаты для использования ROHC, действительно гарантировали упорядоченную доставку пакетов. Это предположение было полезно для улучшения эффективности уплотнения и допустимости потерь пакетов, цели, которые имели наивысший ранг в списке требований в то время. Профиль для уплотнения заголовков только IP [IP-ONLY] и профили для UDP-Lite - по существу расширения профилей, которые можно найти в [RFC 3095 [ROHC]]. Поэтому эти профили также наследуют то же самое предположение об упорядоченной доставке.
Блок уплотнения заголовка может использовать «оптимистический подход» для уменьшения служебной информации заголовка, выполняя обновления контекста. Блок уплотнения обычно повторяет то же самое обновление, пока он не будет твердо уверен, что блок разуплотнения успешно принял данную информацию. Количество последовательных пакетов, необходимых для получения этой уверенности, обычно зависит от воплощения, и это количество обычно связано с характеристиками потерь пакетов в канале связи, в котором используется уплотнение заголовка. Все виды пакетов, используемых при оптимистическом подходе, являются пакетами обновления контекста.
Блок уплотнения заголовка может использовать «принцип обеспечения надежности с помощью эталона», чтобы гарантировать, что синхронизация контекста между блоком уплотнения и блоком разуплотнения не может быть потеряна из-за потерь пакетов. Используя принцип обеспечения надежности с помощью эталона, блок уплотнения получает свою уверенность в том, что блок разуплотнения успешно обновил контекст с помощью пакета обновления контекста, основываясь на подтверждениях, принимаемых блоком разуплотнения. Однако большинство типов пакетов, используемых при принципе обеспечения надежности с помощью эталона, являются «автономными (замкнутыми)» и таким образом не предназначены для обновления контекста.
Рабочая группа (WG) по транспортировке аудио- и видеоинформации (AVT) IETF работает над уплотнением заголовка по множеству сегментов сети. Хотя уплотнение заголовка главным образом предназначено для медленно действующих каналов связи, где полоса пропускания недостаточна, экономия полосы пропускания в оборудовании магистральных сетей также важна из-за высокой стоимости и значительного объема переносимого трафика. Уплотнение заголовка можно применять как при двухточечных соединениях между каждым из узлов в базовой (магистральной) сети, однако это требует, чтобы пакеты разуплотнялись и повторно уплотнялись в каждом узле. Обработку можно уменьшать, выполняя уплотнение между несмежными узлами в базовой сети, по трассе с множеством сегментов (ретрансляционных участков) сети.
Например, трасса с множеством сегментов может быть маршрутом технологии коммутации пакетов в многопротокольных сетях на базе меток (MPLS) в базовой сети, или IP-туннелем. Более высокая вероятность потерь пакетов и возможное переупорядочивание пакетов характерны для таких виртуальных каналов связи, которые охватывают множество сегментов. Это может быть результатом того, что пакеты переадресуются или просто отбрасываются в узле из-за перегрузки или отказа узла. Технические требования для уплотнения заголовка по множеству сегментов сети описаны в документе Ash. J., Goode, B. and Hand. J., Requirements for Header Compression over MPLS. Интернет-проект (работа над проектом продолжается). RFC 4247. November 2005 [«AVT-HC»] and Ash. J. et al. Protocol Extensions For Header Compression Over MPLS, IETF Internet Draft AVT Working Group, <draft-ietf-avt-hc-over-mpls-protocol-07.txt>, May 2006.
Рабочая группа (WG) надежного уплотнения заголовка (ROHC) IETF работает над надежным уплотнением заголовков и, вероятно, скоро обновит свою основную спецификацию RFC 3095 для того, чтобы откорректировать ее профили уплотнения так, чтобы они могли обрабатывать переупорядочивание, поддерживая высокие характеристики надежности современных профилей ROHC.
Способ кодирования, известный как способ кодирования младших значащих битов (LSB), используется для кодирования полей заголовка, значения которых обычно подвержены небольшим изменениям, таких как порядковые номера (SN), например порядковые номера (SN) протокола RTP или порядковые номера, создаваемые в блоке разуплотнения при сжатии протоколов, которые не имеют нумерации последовательности в формате заголовка. В способе кодирования младших значащих битов (LSB) k младших значащих битов значения поля посылают вместо всего значения поля, где k - положительное целое число. Принимая эти биты, блок разуплотнения получает исходное значение, используя ранее принятое значение v_ref.
Гарантируется, что способ кодирования младших значащих битов (LSB) дает правильный результат, если и блок уплотнения, и блок разуплотнения используют «интервалы интерпретации», в которых находится исходное значение и в которых исходное значение является единственным значением, которое имеет такие же биты LSB, как переданные. Концепция интервала интерпретации показана на фиг.1. Как показано в интервале интерпретации на фиг.1, параметр p (известный как «параметр сдвига интервала» или «смещение») используется для сдвига интервала интерпретации относительно ранее принятого значения v_ref.
Другой способ кодирования, который является производным от способа кодирования младших значащих битов (LSB) и который известен как кодирование «окна LSB» (W-LSB), использует окно кандидатов v_ref. При принципе обеспечения надежности с помощью эталона, подтверждения от блока разуплотнения позволяют блоку уплотнения удалять значения v_ref, которые старше, чем значение, подтвержденное в окне переменной длительности. LSB и W-LSB описаны в [RFC 3095 [ROHC]]. Более конкретно, интервал интерпретации можно явно делить на два (под)интервала, например подинтервал «переупорядочивание» и подинтервал «надежность», как показано на фиг.2.
В сущности, правильная интерпретация кодированного значения с использованием кодирования LSB зависит от: (1) достаточного количества кодированных битов для восстановления правильного значения в пределах правильного интервала; (2) достаточно большого подинтервала «переупорядочивание» для смягчения или уменьшения возможного переупорядочивания; и (3) достаточно большого подинтервала «надежность» для смягчения возможных потерь пакетов или временно отсутствующих пакетов, при их переупорядочивании.
Одним из последствий принципа обеспечения надежности с помощью эталона (когда не все пакеты являются пакетами обновления контекста) является то, что только значения, подтвержденные блоком разуплотнения, включает в себя подвижное окно кодирования в качестве эталона (например, кодирование LSB или W-LSB). Этот принцип надежности позволяет посылать уплотненные пакеты в формате, который не включает в себя средство для блока разуплотнения для проверки правильного разуплотнения (используя, например, контрольную сумму для исходного неуплотненного заголовка), поскольку прием кодированных LSB битов, применяемых к эталону надежности, достаточен для правильного разуплотнения. Самый оптимальный вид пакета в R-режиме, вид пакета 0 (R-0), а также вид пакета R-1*, не переносит циклического избыточного кода (ЦИК), который является контрольной суммой, вычисленной для неуплотненного заголовка. Этот вид пакета рассматривается для большинства трафика с уплотненными заголовками. Разуплотнение полностью основано на совокупном результате предыдущих обновлений для эталона обеспечения надежности, и уплотненные данные основаны на текущем значении эталона, который должен быть одинаковым и для блока уплотнения, и для блока разуплотнения. Это применяется, когда гарантируется упорядоченная доставка между блоком уплотнения и блоком разуплотнения.
Однако, если может произойти переупорядочивание, последствием этого принципа надежности является то, что блок разуплотнения не имеет средства для проверки разуплотнения «замкнутых» пакетов, т.е. не предназначен для обновления эталона обеспечения надежности; эти пакеты обычно рассматриваются в большинстве случаев как пакеты, обмениваемые между блоком уплотнения и блоком разуплотнения.
Для минимизации проблемы надежности, при работе в R-режиме, можно посылать большее количество битов порядкового номера (SN), и/или можно изменять интервал интерпретации, чтобы предоставить возможность большему количеству значений находиться в пределах интервала интерпретации для переупорядочивания.
Рассмотрим прямой канал связи 3GPP2 EV-DO (развитие только для передачи данных) для получения значения для наихудшего случая глубины переупорядочивания. Для прямого канала связи 3GPP2 EV-DO (развитие только для передачи данных) следующее выражение обеспечивает задержку при переупорядоченной последовательности, в мс:
задержка (переупорядоченной последовательности)=[# сегментов передачи]*[глубина блока перемежения]*[период времени сегмента]
Рассмотрим конфигурацию, которая использует передачу 16 сегментов по ARQ-1, за которой следует передача 1 сегмента по ARQ-2:
[# сегментов передачи]=16-2 (учитывая окончание ARQ-2 передачи)
[глубина блока перемежения]=4
[период времени сегмента]=1,667 мс
Задержка наихудшего случая в прямом канале связи - 106,24-3,334=102,906 мс. Если используется задержанная передача ARQ, то существует дополнительный промежуток времени, чтобы распознать, что пакет, посланный по ARQ-1, не был принят, и тот же самый пакет посылается снова. Предполагая, что данный промежуток времени равен 10 мс, глубина переупорядоченной последовательности становится равной 2*106,24+10=222,48 мс.
Таким образом другими словами, для услуги с длительностью пакета 20 мс, такой как VoIP, максимальная глубина переупорядочивания в пакетах в прямом канале связи может быть до 222,48/20, что примерно равно 11 пакетам.
В современном уровне техники уплотнения заголовка используют форматы пакетов, которые являются предопределенными с фиксированным количеством битов для каждого поля. Некоторые форматы пакетов, через использование расширений, присутствие которых в явной форме передается непосредственно в формате пакета, могут обеспечивать дополнительные биты для некоторых полей. Это особенно удобно для увеличения интервала интерпретации кодирования LSB.
Более конкретно, для профилей ROHC, определенных в RFC 3095 [ROHC], параметр p сдвига интервала определяется следующим образом:
Для профилей 0x0001, 0x0003 и 0x0007:
p=1, когда количество битов (SN)<=4;
иначе p=2^(количество битов (SN)-5)-1.
Интервал интерпретации для этих обычных профилей ROHC выражается с помощью таблицы. Как показано в таблице, способность ROHC обрабатывать пакеты, которые имеют переупорядоченную последовательность, зависит от количества битов, посылаемых в каждом пакете. Например, последовательно запаздывающий пакет типа 0 (или с 4, или 6 битами SN) устанавливает ограничение до одного несвоевременного пакета для того, чтобы успешное разуплотнение было возможным.
Биты (SN) k
Смещение p (переупорядочивание)
(2^k-1)-p (потери)
4
1
14
5
0
31
6
1
62
7
3
124
8
7
248
9
15
496
С другой стороны, для профилей 0x0002, 0x0004 и 0x0008, «параметр сдвига интервала» или параметр «смещения» p=-1, независимо от количества битов (SN). Значение p=-1 означает, что смещение интервала интерпретации может принимать только положительные значения и что никакой запоздавший пакет последовательности не может быть разуплотнен, если переупорядочивание происходит в канале связи.
В сущности, согласно таблице, чтобы гарантировать надежность канала связи 1xEV-DO, по меньшей мере, 9 битов порядкового номера (SN) нужно посылать в любое время. Это обеспечило бы ситуацию максимального переупорядочивания 300 мс, а также устранило бы потерю 495 последовательных пакетов. Полагая, что данный канал связи является, конечно, достаточно надежным, чтобы гарантировать меньше, чем несколько последовательных потерь пакетов, и полагая, что наличие девяти битов порядкового номера приводит к использованию пакета, который по меньшей мере на 2-3 октета больше, чем наименьший размер уплотненного пакета, данное соотношение не является хорошо сбалансированным.
Недостатком указанного выше подхода является то, что форматы пакетов настроены только для некоторых определенных сценариев. Например, при ROHC форматы пакетов определяются так, чтобы они могли обрабатывать максимальное ожидаемое количество последовательных потерь в канале связи, обрабатывая очень небольшое количество переупорядочивания (или в некоторых случаях вообще не обрабатывая).
Таким образом, при таком подходе существует компромисс, когда разрабатывают надежные форматы пакетов, которые могут одинаково обрабатывать и надежность при потерях пакетов, и достаточно большую глубину переупорядочивания, которые будут работать в канале связи любого вида. При работе с самым эффективным уплотнением многие поля остаются статическими и неизменными, в то время как другие являются линейной функцией от порядкового номера, такие как поля порядкового номера (SN) RTP. Таким образом, простая передача достаточного количества битов этого порядкового номера позволяет передавать изменения во всех полях заголовка. Соотношение при использовании интервала интерпретации LSB показано на фиг.3.
При увеличивающемся использовании беспроводных каналов связи с более высокими скоростями передачи данных и более низкими задержками (все еще относительно высокими задержками относительно скорости передачи данных) предположение о доставке в правильном порядке больше не применимо. Такие каналы связи включают в себя каналы технологии высокоскоростной передачи пакетных данных (HSDPA) 3GPP (проекта партнерства третьего поколения), 3GPP2 (развитие для передачи данных и голоса) EV-DV и 3GPP2 (развитие только для передачи данных) EV-DO.
Таким образом, существует потребность, как также описано в Kapoor, R., Haipeng J. and M. Kretz, Robust Header Compression (ROHC): Support for Reordering and Constant IP-ID, <draft-ietf-kapoor-rohc-rtp-new-requirements-00.txt>, March 2005, в различных сценариях IP-туннелей в проводной инфраструктуре для алгоритмов уплотнения заголовка, чтобы они были надежными не только по отношению у потерям пакетов, но также и по отношению к переупорядочиванию пакетов. Таким образом, проблемой является определение такого соотношения между интервалами переупорядочивания и надежности, которое настолько эффективно, насколько это возможно, для канала связи с любыми характеристиками/конфигурациями, непосредственно в пределах алгоритма уплотнения.
Работа над уплотнением заголовка по множеству сегментов сети продолжается в IETF. AVT WG определяет соответствующие технические требования, см., например, Ash, J., Goode, B. and Hand, J., Requirements for Header Compression over MPLS, Интернет проект (работа над проектом продолжается), RFC 4247, November 2005, и Ash, J. et al., Protocol Extensions For Header Compression Over MPLS, IETF Internet Draft AVT Working Group, <draft-ietf-avt-he-over-mpls-protocol-07.txt>, May 2006. Ожидается, что рабочая группа закончит работу, которая вероятно предоставит возможность по меньшей мере eCRTP (см.. например, Koren, T., Casner, S., Geevarghese, J., Thompson B. and P. Ruddy, Enhanced Compressed RTP (CRTP) for Links with High Delay, Packet Loss and Reordering. IETF RFC 3545, IETF Network Working Group, July 2003) и ROHC (см., например, Carsten Bormann, et al. RObust Header Compression (ROHC): Framework and four profiles: RTP, UDP, ESP and uncompressed, IETF RFC 3095, April 2001) использовать в каналах связи с переупорядочиванием, в результате этих технических требований.
Как указано ранее, некоторые алгоритмы уплотнения заголовка (например, ROHC), возможно, были разработаны, учитывая, что канал между блоком уплотнения и блоком разуплотнения доставляет пакеты к блоку разуплотнения в том же самом порядке, как они выходят из блока уплотнения. Это означает, что современный блок уплотнения будет обычно выбирать самый оптимальный вид пакета, основываясь на характеристиках заголовка, который необходимо уплотнять, и основываясь на контексте, но не основываясь на возможных характеристиках переупорядочивания канала связи.
Это также означает, что современный алгоритм уплотнения не будет иметь возможности эффективно учитывать переупорядочивание и надежность для любой структуры переупорядочивания/потерь канального уровня.
Фиг.4 показывает типичный пример интервала интерпретации, например, современный уровень техники с интервалом интерпретации LSB. Таблица на фиг.4 показывает значения, которые явно указывают смещение к обработке потерянных пакетов (надежность) относительно обработки переупорядочивания. Пакет с 4 битами SN обеспечивает глубину переупорядочивания 1 пакет, но выдерживает потерю до 14 последовательных пакетов до того, как он будет принимать их по порядку, чтобы успешно их разуплотнять.
Для канала связи, в котором блок разуплотнения определяет, что потери почти отсутствуют (близки к нулю), но пакеты могут переупорядочиваться до, например, 14 пакетов, блоку уплотнения потребовалось бы использовать по меньшей мере 9 битов SN - намного больше, чем требуются в данном случае. Кроме того, форматы пакетов с большим количеством битов LSB обычно менее эффективны, обычно переносят больше информации определения последовательности.
Таким образом, частично суммируя описанное ранее, надежность и допущение переупорядочивания кодирования LSB (например, в ROHC) ограничены количеством битов порядкового номера (SN) в формате пакета, а также параметром смещения p. В предшествующем уровне техники форматы пакетов (ФП) и значение параметра p определяются статически для каждого профиля. Порядковый номер (SN) протокола RTP в самой эффективной операции уплотнения является единственным полем, для которого биты переносятся в уплотненной форме, используя, например, кодирование LSB (другие поля могут разуплотняться на основе на SN или не изменяются).
Интервал интерпретации определяет, какая глубина переупорядочивания и сколько потерянных последовательных пакетов будет обрабатываться с помощью кодирования LSB. Обычно и параметр смещения p, и количество битов порядкового номера (SN) в пакетах фиксировано. Однако соотношение интервалов переупорядочивания/надежности является определенным для каналов связи различных технологий и конфигураций. Например, высокоскоростной канал связи (1xEV-DO, HSDPA) может быть надежным (~0 потерь), но иметь высокое время переупорядочивания (до 220 мс), или передавать в реальном времени (~5-10% FER (коэффициент ошибок для кадров)) без переупорядочивания (0 повторных передач).
Поэтому необходимы и являются целью настоящего изобретения устройство, методы и способы уплотнения заголовка, которые надежны не только по отношению к потерям пакетов, но также и по отношению к переупорядочиванию пакетов.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство выполняет операцию уплотнения или операцию разуплотнения по отношению к информации для передачи в пакетах по беспроводному каналу связи. Передача по беспроводному каналу связи происходит таким образом, что пакеты могут стать переупорядоченными по сравнению с последовательностью передачи. Операция уплотнения и операция разуплотнения связаны с компромиссом между глубиной переупорядочивания и надежностью. Надежность является показателем степени потери информации в канале связи, которую допускают операция уплотнения и операция разуплотнения; глубина переупорядочивания является степенью переупорядочивания пакетов, которое допускают операция уплотнения и операция разуплотнения. Устройство динамически настраивает компромиссный выбор между надежностью и глубиной переупорядочивания в соответствии с характеристиками канала связи. В примерном варианте осуществления информация, над которой выполняется операция уплотнения и операция разуплотнения, является информацией порядкового номера заголовка пакета.
В некоторых неограничивающих примерных вариантах осуществления устройством, которое выполняет динамическую настройку, является блок уплотнения, который выполняет операцию уплотнения. Блок уплотнения передает по беспроводному каналу связи к блоку разуплотнения, который выполняет операцию разуплотнения, по меньшей мере, один фактор (показатель), относящийся к настройке соотношения. Блок уплотнения настраивает формат пакетов в соответствии с характеристиками канала связи, которые определяют на передающей стороне беспроводного канала связи.
В других неограничивающих примерных вариантах осуществления устройством, которое выполняет динамическую настройку, является блок разуплотнения, который выполняет операцию разуплотнения. Блок разуплотнения передает по беспроводному каналу связи на блок уплотнения, который выполняет операцию уплотнения, фактор, относящийся к настройке соотношения. Блок разуплотнения настраивает формат пакетов в соответствии с характеристиками канала связи, которые определяют на приемной стороне беспроводного канала связи. В некоторых из этих вариантов осуществления блок разуплотнения и блок уплотнения синхронизируют переход к новому формату пакета, что отражает динамическую настройку соотношения. Настройка соотношения приводит к новому формату пакета. В некоторых из этих вариантов осуществления одно из полей нового формата пакета указывает параметр размера нового формата пакета, таким образом обеспечивая синхронизацию по беспроводному каналу связи относительно нового формата пакета. В примерном воплощении параметром размера является количество битов в поле порядкового номера нового формата пакета.
var
var
var
Компромисс выражается с помощью интервала интерпретации, который, в свою очередь, выражается на основе количества уплотненных битов, и смещения P интервала интерпретации. Глубина переупорядочивания зависит от смещения P интервала интерпретации; надежность зависит от количества уплотненных битов и смещения интервала интерпретации P. В примерном воплощении устройство динамически настраивает компромиссный выбор, динамически изменяя количество уплотненных битов и динамически изменяя смещение интервала интерпретации. Например, количество уплотненных битов может быть выражено фактором k и фактором S расширения, и устройство динамически изменяет количество уплотненных битов, изменяя фактор S расширения. Устройство передает фактор S расширения и смещение интервала интерпретации на составляющее пару устройство по беспроводному каналу связи.
В одном из описанных аспектов технология содержит способ работы сети передачи данных. Способ включает в себя выполнение операции уплотнения информации заголовка пакета для формирования уплотненных заголовков пакетов. Операция уплотнения связана с компромиссом между надежностью и глубиной переупорядочивания (надежность является показателем степени потери информации в канале связи, которую допускает операция уплотнения, глубина переупорядочивания является степенью переупорядочивания пакетов, которое допускает операция уплотнения). Способ также включает в себя передачу уплотненных заголовков пакетов по беспроводному каналу связи, в которой пакеты могут стать переупорядоченными по сравнению с последовательностью передачи. Способ дополнительно включает в себя динамическую настройку компромиссного выбора (соотношения) между надежностью и глубиной переупорядочивания в соответствии с характеристиками канала связи.
Таким образом, в одном из примерных аспектов данная технология содержит: (1) передачу значения p из блока уплотнения в блок разуплотнения: (2) создание всей совокупности форматов пакетов переменного размера, основываясь на значении S, которое поддерживается в контексте: S (+0, 1, 2 октета); и (3) передачу значения S контекста из блока уплотнения в блок разуплотнения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Описанные ранее и другие задачи, особенности и преимущества изобретения будут очевидны из последующего более конкретного описания предпочтительных вариантов осуществления, которые показаны на чертежах, на которых ссылочные позиции обозначения относятся к тем же самым частям на различных представлениях. Чертежи не обязательно представлены в масштабе, а главным образом иллюстрируют принципы изобретения.
Фиг.1 - схематичное представление интервала интерпретации в способе кодирования младших значащих битов.
Фиг.2 - схематичное представление интервала интерпретации в способе кодирования «окна LSB».
Фиг.3 - схематичное представление, иллюстрирующее соотношение, использующее интервал интерпретации LSB.
Фиг.4 - схематичное представление, включающее в себя таблицу, которая изображает типичный пример (современное состояние) интервала интерпретации.
Фиг.5 - схематичное представление, включающее в себя таблицу, которая изображает интервал интерпретации с помощью переменного значения параметра смещения p и переменного фактора S.
Фиг.6 - схематичное представление, показывающее пример обычного варианта осуществления системы связи, имеющей блок уплотнения заголовка и блок разуплотнения заголовка, которые имеют возможность динамической настройки соотношения между переупорядочиванием/надежностью для уплотнения заголовка.
Фиг.7A - схематичное представление, которое показывает примерный вариант осуществления, в котором блок уплотнения заголовка управляет динамической настройкой соотношения между переупорядочиванием/надежностью для уплотнения заголовка.
Фиг.7B - схематичное представление, которое показывает примерный вариант осуществления, в котором блок разуплотнения заголовка управляет динамической настройкой соотношения между переупорядочиванием/надежностью для уплотнения заголовка.
Фиг.8A и фиг.8B - схематичные представления, которые показывают виды пакетов для существующего уровня техники и новые форматы пакетов соответственно.
Фиг.9A - схематичное представление конкретной системы связи, которая служит примером контекста, в котором можно использовать настоящее изобретение, и в котором обслуживающий узел системы пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS) (SGSN) включает в себя блок уплотнения заголовка.
Фиг.9B - схематичное представление конкретной системы связи, которая служит примером контекста, в котором можно использовать настоящее изобретение, и в котором узел поддержки шлюза системы пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS) (GGSN) включает в себя блок уплотнения заголовка.
Фиг.9C - схематичное представление конкретной системы связи, которая служит примером контекста, в котором можно использовать настоящее изобретение, в котором контроллер радиосети (КРС) включает в себя блок уплотнения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
В последующем описании, в целях объяснения, а не ограничения, сформулированы конкретные подробности, такие как конкретная архитектура, интерфейсы, методы и т.д., для обеспечения полного понимания настоящего изобретения. Однако специалистам будет очевидно, что настоящее изобретение можно воплощать в других вариантах осуществления, которые отступают от этих конкретных деталей. Таким образом, специалисты смогут предложить другие устройства, которые, хотя явно не описаны или не показаны в настоящем описании, воплощают принципы данного изобретения и которые включены в сущность и объем изобретения. В некоторых случаях подробное описание известных устройств, схем и способов опущено, чтобы не затенять описание настоящего изобретения ненужными подробностями. Все утверждения, которые перечисляют принципы, аспекты и варианты осуществления изобретения, а также их конкретные примеры, охватывают и структурные, и функциональные эквиваленты. Дополнительно, такие эквиваленты включают в себя и в настоящее время известные эквиваленты, и эквиваленты, которые будут разработаны в будущем, т.е. любые разработанные элементы, которые выполняют ту же самую функцию, независимо от структуры.
Таким образом, например, специалистам должно быть понятно, что представленные структурные схемы могут представлять концептуальные виды иллюстративной схемы, воплощающей принципы данной технологии. Точно так же понятно, что любые последовательности операций, диаграммы изменения состояний, псевдокод и т.п. представляют различные процессы, которые могут быть по существу представлены на машиночитаемом носителе и таким образом выполняться с помощью компьютера или процессора, независимо от того, показан ли явно такой компьютер или процессор.
Функции различных элементов, включающих в себя функциональные блоки, обозначенные как «процессоры» или «контроллеры», можно обеспечивать с помощью специализированного оборудования, а также оборудования, способного выполнять программное обеспечение в связи с соответствующим программным обеспечением. При обеспечении с помощью процессора, данные функции могут обеспечиваться с помощью одного выделенного процессора, одного совместно используемого процессора или множества отдельных процессоров, некоторые из которых могут быть совместно используемыми или распределенными. Кроме того, явное использование термина «процессор» или «контроллер» не следует рассматривать как относящееся исключительно к оборудованию, способному выполнять программное обеспечение, и может включать в себя, без ограничения, оборудование процессора цифровой обработки сигналов (ПЦОС), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) для хранения программного обеспечения, оперативную память (ОП) и энергонезависимую память.
Системы уплотнения заголовка в различных описанных вариантах осуществления и режимах имеют возможность динамически настраивать соотношение (компромисс) между переупорядочиванием и надежностью. Дополнительно и альтернативно, предусмотрены средства синхронной настройки форматов пакета, которая отражает характеристики канала связи.
var
var
var
Динамическая настройка соотношения между переупорядочиванием/надежностью показана на фиг.5. Фиг.5 показывает интервал интерпретации вместе с двумя новыми параметрами, один или оба из которых являются переменными. На фиг.5 фактор S (также известный как фактор расширения порядкового номера (SN)) - фактор, применяемый к форматам пакета для увеличения количества уплотненных битов порядкового номера (SN). Параметр P - переменное значение параметра, ранее известного как «параметр сдвига интервала» или «смещение», и, таким образом, теперь он упоминается также как переменное смещение или параметр переменного сдвига интервала, или как динамическое смещение или параметр P динамического сдвига интервала. Параметр P можно динамически настраивать для обеспечения надлежащего соотношения между характеристиками переупорядочивания и потерь канала связи.
var
Более конкретно, в соответствии с обсуждаемые примерными неограничивающими вариантами осуществления и режимами, обсуждаемые выше проблемы решаются, например, делая интервал интерпретации (интервал интерпретации, используемый, например, для кодирования младших значащих битов (LSB), которое используют для порядкового номера) динамическим, и передавая между блоком уплотнения и блоком разуплотнения границы интервала (например, значение переменного параметра P смещения), а также сигнализируя о количестве уплотненных битов, присутствующих в форматах пакетов (например, сверх определенного минимального количества битов). Эти аспекты полезны и для пакетов, для которых разуплотнение может быть проверено (например, используя ЦИК и/или контрольную сумму транспортного уровня), и для пакетов, которые полагаются на принцип обеспечения надежности с помощью эталона. Эти методы особенно, но не исключительно, подходят для профилей ROHC.
var
Далее описываются возможные примерные варианты осуществления, основанные на указанном выше подходе и основанные на работе блока уплотнения и блока разуплотнения по RFC-3095 [ROHC], но не ограничены ими. Таким образом, последующие варианты осуществления используют переменный параметр P сдвига интервала и фактор S расширения порядкового номера, как определено выше.
Фиг.6 показывает примерную сеть 20 передачи данных, в которой поток пакетов обеспечивается с помощью источника 21 пакетов. Фиг.6 показывает, например, пакет 22 (такой как медиапакет), имеющий полезную нагрузку (PAY) и заголовок (H), который подается к стеку 23 протоколов. Конкретные протоколы, которые содержит стек протоколов, могут изменяться, и он обычно содержит протокол уровня приложения под транспортным протоколом под Интернет протоколом. В конкретном показанном примере стеки 23 протоколов служат для присоединения заголовков 24 протоколов (например, IP, UDP и RTP) к медиапакету 22. Пакет 22 с присоединенными к нему заголовками 24 протокола подается в блок 25 уплотнения заголовка пакета. Блок 25 уплотнения пакета уплотняет заголовки протокола 24 для получения уплотненного заголовка (УЗ) 26 для пакета. Блок 25 уплотнения заголовка выполняет уплотнение заголовка в соответствии с любым из многих соответствующих алгоритмов уплотнения заголовка, или обычных (таких, как ROHC или SigComp, например), или других. После того, как заголовок пакета уплотнен с помощью блока 25 уплотнения заголовка, блок 26 форматирования пакета вводит уплотненный заголовок в пакет, который подается в приемопередатчик 29. Приемопередатчик 29 служит для передачи пакета, такого как пакет 30, с его уплотненным заголовком 26, в потоке 34 из пакетов по каналу связи 36 по интерфейсу 38 к удаленному устройству 40. Поток 34 из пакетов, вероятно, большей частью с уплотненными заголовками, не обязательно должен быть непрерывным, но вместо этого может быть спорадическим, в зависимости от вида используемой услуги передачи пакетов и свойств материала, который включает в себя услуга передачи пакетов (например, вида мультимедийной информации).
Поток пакетов, выходящий из источника 21 пакетов на фиг.6, может быть реализован различными способами. Например, поток пакетов может быть или (1) записан заранее и посылаться сервером (в этом случае, содержимое (контент) (например, мультимедийная информация) в исходном пакете 22 уже закодировано); или (2) исходить из транскодера (который приспосабливает исходный контент из источника к другому (например, мультимедийному) кодированию, потенциально более подходящему и/или поддерживаемому терминалами); или (3) исходить из источника, который выполняет кодирование в реальном времени (например, мультимедийная информация в реальном времени). Таким образом, блок уплотнения заголовка может принимать входной пакет от любого из нескольких видов источников в пределах IP-сети. Источник 21 пакетов может быть любым соответствующим источником, таким как медиасервер, и может быть расположен в узле или сети, общей с блоком 25 уплотнения заголовка или удаленной от него.
Указанные выше элементы передачи данных, показанные слева от интерфейса 38 на фиг.6, показаны только как некоторые типичные элементы, которые соответствуют настоящему обсуждению, и понятно, что вся сеть 20 передачи данных состоит не только из них, так как также присутствует много других не показанных элементов. Кроме того, набор показанных элементов может быть распределен по одному или большему количеству узлов или сетей (например, по базовым сетям или сетям радио доступа), и в некоторых случаях сам отдельный элемент может быть распределен по множеству базовых систем и/или по множеству узлов. Таким образом, для упрощения иллюстрированные элементы показаны, как связываемые вместе непосредственно и последовательно, таким образом, как на фиг.6.
Хотя удаленное устройство 40 имеет множество элементов, некоторые основные типичные элементы, подходящие для понимания разуплотнения заголовка, выполняемого с помощью удаленного устройства 40, показаны на фиг.6. Среди этих элементов - приемопередатчик 42, который подает пакеты, принятые по каналу связи 36, к устройству 43 канального уровня, и в свою очередь к блоку 44 обратного форматирования пакета. Блок 44 обратного форматирования пакета служит по существу для извлечения уплотненного заголовка из принятого пакета. После того, как уплотненный заголовок извлечен, он подается в блок 46 разуплотнения заголовка для разуплотнения. После того, как заголовок пакета разуплотнен с помощью блока 46 разуплотнения заголовка, пакет, включающий в себя разуплотненный заголовок, сохраняется с помощью блока 48 управления буфером в буфере 49 разуплотненного пакета. Блок 48 управления буфером также извлекает разуплотненные пакеты из буфера 49 разуплотненного пакета, когда необходимо для приложения 50, использующего пакет, например, для конкретного приложения, которое участвует в приеме медиапотока или подобного потока. Кроме того, удаленное устройство 40 включает в себя блок 52 форматирования пакета для подготовки пакетов, которые будут передаваться назад по каналу 36 связи (а также другие, не показанные элементы восходящего потока данных от блока 52 форматирования пакета).
Блок 25 уплотнения заголовка служит для уплотнения заголовков пакетов (таких, как медиапакет, но которые не ограничены ими), которые доставляются от источника 21 пакетов и, возможно, были дополнительно закодированы. Вместе с уплотнением заголовка блок 25 уплотнения заголовка посылает в блок разуплотнения контекстную информацию для использования блоком разуплотнения при разуплотнении уплотненных заголовков медиапакета. Термин «контекстная информация», как используется в данном описании, охватывает одну или обе из информации инициализации контекста и информации обновления контекста. Контекстная информация может включаться в поток пакетов к удаленному устройству 40.
Блок 46 разуплотнения заголовка, таким образом, адаптирован для использования с удаленным устройством 40 (которое может принимать форму, или определяется как любое из множества устройств/названий, таких как подвижная станция, подвижный терминал, радиотерминал или пользовательское оборудование). В показанном варианте осуществления на фиг.6 блок 46 разуплотнения заголовка может располагаться в беспроводном удаленном устройстве 40. Также, удаленное устройство 40 принимает радиочастотные передачи по воздушному или радиоинтерфейсу, изображенному штрихпунктирной линией 38 на фиг.6. Использование беспроводного удаленного устройства 40 совместимо, например, с «рабочими предложениями», которые процитированы и включены в настоящее описание посредством ссылки. Однако понятно, что описанные методы не ограничены использованием с каким-либо конкретным видом удаленного терминала или терминального интерфейса и что данные методы могут вместо этого или дополнительно использоваться для передач, которые не являются беспроводными, или которые происходят с помощью излучения или волн другого вида, чем радиоволны. Прием несвоевременного пакета может произойти в сети или системе проводной связи, например, когда существуют различные физические пути, и таким образом различные задержки, для того же самого виртуального канала связи.
Удаленное устройство 40 принимает по каналу 36 связи, такому как воздушный интерфейс, пакеты, включающие в себя пакеты, имеющие уплотненные заголовки. Пакеты в общем случае передаются по каналу связи в последовательном порядке. Однако удаленное устройство 40 может обрабатывать несвоевременные пакеты, которые включают в себя те пакеты, которые подверглись переупорядочиванию.
Таким образом, в примерном обобщенном показанном на фиг.6 варианте осуществления блок 25 уплотнения заголовка выполняет операцию уплотнения, в то время как блок 46 разуплотнения заголовка выполняет операцию разуплотнения по отношению к информации заголовка (например, информации порядкового номера заголовка пакета), передаваемой в пакетах по беспроводному каналу связи 36. Передача по беспроводному каналу связи 36 происходит так, что пакеты могут стать переупорядоченными по сравнению с последовательностью передачи. Операция уплотнения и операция разуплотнения связаны с определением соотношения между глубиной переупорядочивания и надежностью. Надежность является показателем степени потери информации в канале связи, которую допускают операция уплотнения и операция разуплотнения; глубина переупорядочивания является степенью переупорядочивания пакетов, которое допускают операция уплотнения и операция разуплотнения.
В обобщенном примерном варианте осуществления на фиг.6, или блок 25 уплотнения заголовка, или блок 46 разуплотнения заголовка может быть устройством, которое динамически настраивает соотношение (компромисс) между надежностью и глубиной переупорядочивания в соответствии с характеристиками канала связи. Для облегчения динамической настройки соотношения между надежностью/глубиной переупорядочивания, или коэффициента, блок 25 уплотнения заголовка снабжен блоком 60 динамической настройки переупорядочивания/потерь на стороне уплотнения, а блок 46 разуплотнения заголовка снабжен блоком 62 динамической настройки переупорядочивания/потерь на стороне разуплотнения. Два блока, участвующих в динамической настройке, блок 25 уплотнения заголовка и блок 46 разуплотнения заголовка, выполняют обмен сигналами (сигнализацию) для координирования динамической настройки компромисса или соотношения между надежностью/глубиной переупорядочивания. Такая сигнализация отображена на фиг.6 с помощью сигнала, обозначенного как сигнализация настройки уплотнения.
Фиг.7A показывает неограничивающий примерный вариант осуществления, в котором устройством, которое выполняет динамическую настройку, является блок 25 уплотнения заголовка, который выполняет операцию уплотнения. В варианте осуществления на фиг.7A блок 25 уплотнения заголовка определяет, что необходимо изменение динамической настройки компромисса или соотношения между надежностью/глубиной переупорядочивания, и соответственно передает по беспроводному каналу связи 36, по меньшей мере, один фактор, относящийся к настройке соотношения, к блоку 46 разуплотнения заголовка (который выполняет операцию разуплотнения).
var
var
var
Как понятно от предшествующего, компромисс или соотношение между надежностью/глубиной переупорядочивания выражается с помощью интервала интерпретации, который, в свою очередь, выражается на основе количества уплотненных битов и смещения интервала интерпретации. Глубина переупорядочивания зависит от смещения интервала интерпретации (P); надежность зависит от количества уплотненных битов и смещения интервала интерпретации. В примерном воплощении устройство динамически настраивает данное соотношение, динамически изменяя количество уплотненных битов и динамически изменяя смещение интервала интерпретации (P). Например, количество уплотненных битов может быть выражено фактором k и фактором расширения S, и устройство динамически изменяет количество уплотненных битов, изменяя фактор S расширения. Интервал интерпретации и факторы k, S (фактор расширения) и P (смещение интервала интерпретации) можно понять из фиг.5.
var
Вариант осуществления на фиг.7A показывает блок 25 уплотнения заголовка, дополнительно содержащий логическую схему 64 уплотнения и блок 60 динамической настройки переупорядочивания/потерь на стороне уплотнения. Блок 60 динамической настройки переупорядочивания/потерь на стороне уплотнения показан на фиг.7A как дополнительно содержащий блок 70 регулировки интервала интерпретации; запоминающее устройство 72 параметров; и генератор/блок 74 обработки сигнала. Запоминающее устройство 72 параметров имеет регистры или ячейки памяти 75, 76 и 77 для хранения факторов k, S и P.
var
Вариант осуществления на фиг.7A также показывает блок 46 разуплотнения заголовка, содержащий логическую схему 78 разуплотнения и блок 62 динамической настройки переупорядочивания/потерь на стороне разуплотнения. Блок 62 динамической настройки переупорядочивания/потерь на стороне разуплотнения показан на фиг.7A как дополнительно содержащий блок 80 регулировки интервала интерпретации; запоминающее устройство 82 параметров; и генератор/блок 84 обработки сигнала. Запоминающее устройство 82 параметров имеет регистры или ячейки памяти 85, 86 и 87 для хранения параметров k, S и P.
var
В варианте осуществления на фиг.7A логическая схема 64 уплотнения принимает из стеков 23 протоколов пакет, заголовок которого должен уплотняться, и выполняет уплотнение, совместимое с фактическими факторами и интервалом интерпретации (которые передает блок 70 регулировки интервала интерпретации). Блок 70 регулировки интервала интерпретации получает значения факторов, например значения факторов k, S и P, из соответствующих ячеек памяти 75, 76 и 77.
var
var
Дополнительно, когда необходимо, блок 25 уплотнения заголовка настраивает формат пакетов в соответствии с характеристиками канала связи, которые определяются на передающей стороне канала связи. В частности, фиг.7A показывает, что канальный уровень 28 имеет блок 90 контроля состояния канального уровня. Как обозначено стрелкой 92, блок 90 контроля состояния канального уровня посылает блоку 70 регулировки интервала интерпретации из блока 25 уплотнения заголовка любую соответствующую информацию характеристик канала связи, подходящую для операции уплотнения/разуплотнения. Такая информация характеристик канала связи может включать в себя, например, одно или более из времени двустороннего распространения (RTT), задержек, количества повторных передач (управления беспроводным каналом связи (RLC) и/или гибридного автоматического запроса повторной передачи (H-ARQ), событий передачи обслуживания, уровней буфера, изменения конфигурации, изменения параметров (QoS) качества обслуживания, сброса канала связи, отбрасываний блоков сервисных данных (SD) и измерения частоты передачи ошибочных битов и т.д. Если факторы S и/или P требуют изменения (например, новых значений) в результате изменения условий связи, то новые значения для факторов S и P, которые определяются с помощью блока 70 регулировки интервала интерпретации, сохраняются в соответствующих ячейках памяти 76 и 77.
var
Дополнительно, в варианте осуществления на фиг.7A, в качестве сигнализации настройки уплотнения, обозначенной стрелкой 94A, генератор/блок 74 обработки сигнала из блока 25 уплотнения заголовка предает по беспроводному каналу связи к блоку 46 разуплотнения заголовка фактор S расширения и смещение P интервала интерпретации. Новые значения факторов принимаются и используются с помощью блока 80 регулировки интервала интерпретации для операции разуплотнения, и сохраняются в соответствующих ячейках памяти 86 и 87.
var
var
Таким образом, в первом примерном варианте осуществления на фиг.7A, блок 25 уплотнения заголовка передает значение P и S. Количество младших значащих битов (LSB) порядкового номера (SN) в форматах пакета расширяется с помощью фактора S. Таким образом, блок 25 уплотнения заголовка передает (сигнализация настройки уплотнения обозначена стрелкой 94A) значение P и S, фактически устанавливая содержимое контекста в блоке 46 разуплотнения заголовка. Когда это сделано, каждый уплотненный заголовок, сгенерированный блоком 25 уплотнения заголовка, имеет S дополнительных октетов порядкового номера (или битов, в случае форматов пакета, которые не выровнены по границе октета) относительно статического определения форматов. Значения можно повторно устанавливать в любое время, используя ту же самую процедуру. Эти значения можно обеспечивать с помощью внеполосной сигнализации от принимающего узла, или блок 25 уплотнения заголовка может использовать локальные параметры конфигурации, которые точно описывают работу канального уровня. «Внеполосная сигнализация» означает, в основном, использование другого протокола между теми же самыми конечными узлами, целью которых является передача информации от имени других уровней протокола. Внеполосная сигнализация может использовать тот же самый или другой физический канал, но другой логический канал. Дело в том, что это находится вне определения сообщений, которыми обмениваются в рамках протокола уплотнения заголовка. Типы пакетов для современного уровня техники и новые форматы пакетов показаны на фиг.8A и фиг.8B. соответственно.
В неограничивающем примерном варианте осуществления на фиг.7B, устройством, которое выполняет динамическую настройку, является блок 46 разуплотнения заголовка, который выполняет операцию разуплотнения. В варианте осуществления на фиг.7B блок 46 разуплотнения заголовка определяет, что необходимо изменение динамической настройки компромисса или соотношения между надежностью/глубиной переупорядочивания, и соответственно передает по беспроводному каналу связи, по меньшей мере, один фактор, относящийся к настройке соотношения, на блок 25 уплотнения заголовка (который выполняет операцию уплотнения). Блок 46 разуплотнения заголовка настраивает формат пакетов в соответствии с характеристиками канала связи, которые определяют на приемной стороне беспроводного канала связи.
var
var
Как и вариант осуществления по фиг.7, вариант осуществления по фиг.7B показывает блок 25 уплотнения заголовка, дополнительно содержащий логическую схему 64 уплотнения и блок 60 динамической настройки переупорядочивания/потерь на стороне уплотнения, причем блок 60 динамической настройки переупорядочивания/потерь на стороне уплотнения дополнительно содержит блок 70 регулировки интервала интерпретации; запоминающее устройство 72 параметров; и генератор/блок 74 обработки сигнала. Запоминающее устройство 72 параметров имеет регистры или ячейки памяти 75, 76 и 77, для хранения параметров k, S и P. Аналогично, вариант осуществления по фиг.7B также показывает блок 46 разуплотнения заголовка, содержащий логическую схему 78 разуплотнения и блок 62 динамической настройки переупорядочивания/потерь на стороне разуплотнения. Блок 62 динамической настройки переупорядочивания/потерь на стороне разуплотнения также показан на фиг.7B как дополнительно содержащий блок 80 регулировки интервала интерпретации; запоминающее устройство 82 параметров; и генератор/блок 84 обработки сигнала. Запоминающее устройство 82 параметров имеет регистры или ячейки памяти 85, 86 и 87, для хранения параметров k, S и P.
var
var
В варианте осуществления на фиг.7B блок 46 разуплотнения заголовка настраивает формат пакетов в соответствии с характеристиками канала связи, которые определяются на приемной стороне беспроводного канала связи. В частности, фиг.7B показывает, что блок/логическая схема 43 канального уровня имеет блок 94 контроля состояния канального уровня. Как обозначено стрелкой 96, блок 94 контроля состояния канального уровня посылает блоку 80 регулировки интервала интерпретации из блока 46 разуплотнения заголовка любую соответствующую информацию характеристики канала связи, подходящую для операции уплотнения/разуплотнения. Информация характеристики канала связи может быть, например, характеристиками или параметрами, перечисленными ранее в отношении блока 90 контроля состояния. Если факторы S и/или P требуют изменения (например, нового значения) в результате измененного условия (й) связи, то новые значения для факторов S и P, которые определяются с помощью блока 80 регулировки интервала интерпретации, сохраняются в соответствующих ячейках памяти 86 и 87.
var
Дополнительно, в варианте осуществления по фиг.7B, в качестве сигнализации настройки уплотнения, обозначенной стрелкой 94B, генератор/блок 84 обработки сигнала из блока 46 разуплотнения заголовка передает фактор S расширения и смещение P интервала интерпретации на блок 25 уплотнения заголовка по беспроводному каналу связи. Новые значения факторов принимаются и используются с помощью блока 70 регулировки интервала интерпретации для операции уплотнения и сохраняются в соответствующих ячейках памяти 76 и 77.
var
var
var
Таким образом, во втором примерном варианте осуществления на фиг.7B блок 46 разуплотнения заголовка передает значение P и S на блок 25 уплотнения заголовка. Трехэтапное установление связи можно использовать для синхронизации между блоком 25 уплотнения заголовка и блоком 46 разуплотнения заголовка. Количество младших значащих битов (LSB) порядкового номера (SN) в форматах пакета увеличивается с помощью фактора S. Таким образом, в одном из воплощений блок 25 уплотнения заголовка и блок 46 разуплотнения заголовка сначала могут использовать значения по умолчанию для P и S. На стороне блока разуплотнения (например, в блоке 46 разуплотнения заголовка) контролируется работа канала связи и передаются новые значения для P и S назад на блок 25 уплотнения заголовка.
var
Так как сигнализация в варианте осуществления по фиг.7B может повлиять на форматы пакетов, блоку 25 уплотнения заголовка и блоку 46 разуплотнения заголовка, вероятно, придется использовать трехэтапное установление связи, чтобы должным образом синхронизировать переход к новым форматам. При таком трехэтапном установлении связи в общем случае в качестве первого этапа блок 46 разуплотнения заголовка посылает на блок 25 уплотнения заголовка сообщение (включающее в себя, например, значения для P и S). В качестве второго этапа, блок 25 уплотнения заголовка отвечает блоку 46 разуплотнения заголовка сообщением подтверждения, подтверждая, что блок 25 уплотнения заголовка принял сообщение первого этапа с данными значениями. В качестве третьего этапа, блок 46 разуплотнения заголовка начинает действовать при получении подтверждающего сообщения (сообщения второго этапа) от блока 25 уплотнения заголовка. В конкретном сценарии на фиг.7B задачей является изменение интерпретации формата пакета от первой интерпретации формата пакета ко второй интерпретации формата пакета, например, уменьшение с помощью блока 25 уплотнения заголовка количества сообщений, которыми обмениваются между собой блок 46 разуплотнения заголовка и блок 25 уплотнения заголовка.
При трехэтапном установлении связи блок 25 уплотнения заголовка посылает формат уплотненного заголовка, который может интерпретироваться независимо от того, используется ли первая интерпретация формата пакета или вторая интерпретация формата пакета (например, формат, общий для обеих интерпретаций, или формат, который переносит достаточно информации для определения, должна ли использоваться первая интерпретация формата пакета или вторая интерпретация формата пакета для интерпретации формата, используемого для выполнения передачи данных). Блок 25 уплотнения заголовка может продолжать использовать этот «общий» формат до тех пор, пока блок 25 уплотнения заголовка не примет подтверждение от блока 46 разуплотнения заголовка. Блок 46 разуплотнения заголовка принимает сообщение и подтверждает (ACK) принятое сообщение (например, используя порядковый номер (SN) принятого в сообщении обратной связи пакета). Блок 25 уплотнения заголовка затем принимает подтверждение (ACK) для пакета, для которого изменилась интерпретация, и узнает его порядковый номер. Блок 25 уплотнения заголовка, таким образом, знает, что блок 46 разуплотнения заголовка может теперь начинать должным образом интерпретировать новый формат. Соответственно, блок 25 уплотнения заголовка может затем начинать использовать новый формат пакета.
Когда связь установлена, каждый уплотненный заголовок, сгенерированный блоком 25 уплотнения заголовка, имеет S дополнительных октетов порядкового номера (или битов, в случае форматов пакетов, которые не выровнены по границе октета) относительно статического определения форматов. Значения можно повторно устанавливать в любое время, используя ту же самую процедуру.
var
Третий примерный вариант осуществления использует значения самоописывающего переменного кодирования, применяемые к кодированным LSB битам SN. Блок 25 уплотнения заголовка использует самоописывающее переменное кодирование, когда посылает кодированные LSB биты SN. Блок 46 разуплотнения заголовка может передавать назад на блок 25 уплотнения заголовка более подходящее значение P и/или максимальную глубину переупорядочивания и последовательных потерь, ожидаемых для канала связи, используя обратную связь; блок уплотнения может использовать конфигурированные значения. В третьем примерном варианте осуществления количество LSB битов SN в форматах пакетов можно увеличивать без установления связи между блоком 25 уплотнения заголовка и блоком 46 разуплотнения заголовка.
var
В соответствии с третьим примерным вариантом осуществления сначала блок 25 уплотнения заголовка может использовать значения по умолчанию для P. Блок 25 уплотнения заголовка применяет самоописывающее переменное кодирование к кодированным LSB битам SN; другими словами, битовую структуру в начале поля используют для передачи количества октетов порядкового номера (или битов), которые составляют поле порядкового номера (SN). Это, в основном, самоописывающее кодирование переменной длины (SDVL), которое описано в RFC 3095, раздел 4.5.6, страница 35. Поле, которое может использоваться, таким образом, это любое поле, для которого должны посылаться только некоторые из битов, чтобы восстановить должным образом его исходное значение, например, используя биты LSB. Например, если поле начинается с 0, то используют только один октет; если поле начинается с 10, то используют два октета; с 110, то 3 октета и т.д.
var
Блок 46 разуплотнения заголовка может контролировать состояние канала связи и передавать новые значения для P или посылать сообщения о максимальном переупорядочивании и надежности, возможно наблюдаемых на приемном конце. Даже хотя эта сигнализация может повлиять на количество дополнительных битов, посылаемых в форматах пакета, блок 25 уплотнения заголовка и блок 46 разуплотнения заголовка не должны синхронизировать переход к новым форматам, поскольку сам формат пакета уже переносит информацию, необходимую для определения количества битов для этого поля. Значения можно повторно устанавливать в любое время, используя ту же самую процедуру.
Специалистам должно быть понятно, что сигнализация настройки уплотнения, обозначенная стрелкой 94A на фиг.7A и обозначенная стрелкой 94B на фиг.7B, также передается по беспроводному каналу связи 36. Сигнализация настройки уплотнения, обозначенная стрелкой 94A на фиг.7A и обозначенная стрелкой 94B на фиг.7B, может представлять собой внутриполосную сигнализацию или внеполосную сигнализацию. Изображение стрелок между генератором/блоком 74 обработки сигнала и генератором/блоком 84 обработки сигнала предназначено, прежде всего, для обозначения оконечных точек канала связи при такой сигнализации.
Описанные выше элементы и функциональные возможности уплотнения и/или разуплотнения можно осуществлять или отдельно, или все вместе, используя отдельные схемы оборудования, используя программное обеспечение, функционирующее вместе с одним или более соответственно запрограммированных цифровых микропроцессоров или универсальных компьютеров, используя специализированные интегральные схемы (СпИС), и/или используя один или более процессоров цифровой обработки сигналов (ПЦОС).
Общие термины «уплотнение заголовка», «блок уплотнения заголовка» и «блок разуплотнения заголовка» используются для того, чтобы показать, что возможность применения всех приведенных выше идей не ограничена никакой определенной схемой уплотнения заголовка, хотя она имеет, конечно, больше отношения к RFC 3095 [ROHC], [IP-ONLY] и [ROHC-UDPLite].
Неограничивающая примерная среда воплощения указанной ранее сети представляет собой сеть 100 передачи данных, показанную на фиг.9A. Примерная сеть 100 передачи данных включает в себя и сеть 110 радио доступа, и базовую сеть 112. Базовая сеть 112 показана как содержащая домен 113 с коммутацией каналов и домен 114 с коммутацией пакетов. В отдельном показанном примере домен 113 с коммутацией каналов (например, сеть, ориентированная на соединение с PSTN (ТфОП) (телефонной коммутируемой сетью общего пользования)/ISDN (цифровой сетью с интегрированными услугами)) показан как содержащий узел центра коммутации подвижной связи (MSC)/гостевой регистр 115 и узел 116 шлюза MSC. Домен 114 с коммутацией пакетов показан в примерном способе как включающий в себя обслуживающий узел 117 системы пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS) (SGSN), который связан с узлом 118 поддержки шлюза системы пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS) (GGSN).
Узел 118 поддержки шлюза GRPS (GGSN) обеспечивает интерфейс к сетям с коммутацией пакетов (например, Интернет, внешние сети X.25) и также служит для преобразования форматов данных, передавая информацию протокола и адреса, чтобы разрешить связь между различными сетями. Обслуживающий узел 117 поддержки GPRS (SGSN) обеспечивает маршрутизацию пакетов в зону и из зоны обслуживания SGSN и обслуживает абонентов GPRS, которые физически расположены в пределах зоны обслуживания SGSN. Обслуживающий узел 117 поддержки GPRS (SGSN) обеспечивает такие функции, как аутентификация, шифрование, управление подвижностью, загрузка данных и логическое управление каналом связи к пользовательскому оборудованию. Абонент GPRS может обслуживаться любым SGSN в сети в зависимости от расположения. Функциональные возможности обслуживающего узла 117 поддержки GPRS (SGSN) и узла 118 поддержки шлюза GRPS (GGSN) можно объединять в том же самом узле, или они могут существовать в отдельных узлах, как показано на фиг.9A.
В варианте осуществления по фиг.9A обслуживающий узел 117 системы пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS) (SGSN) из узла 112 базовой сети сдержит блок 25-9A уплотнения заголовка. Структура и работа блока 25-9A уплотнения заголовка по существу аналогичны структуре и работе вариантов осуществления блока 25 уплотнения заголовка, описанных ранее.
Базовая сеть 112 соединяется с сетью 110 радиодоступа по радиоинтерфейсу сети доступа, изображенному штрихпунктирной линией 122. Сеть 110 радиодоступа включает в себя один или более узлов 126 управления и одну или более базовых радиопередающих станций (БС) 128. В примерном неограничивающем воплощении, в котором сеть 110 радиодоступа является наземной сетью радиодоступа UMTS (универсальной системы мобильной связи) (UTRAN), радиоинтерфейс сети доступа, изображенный штрихпунктирной линией 122, известен как интерфейс Iu, и узлы 126 управления принимают форму контроллеров радиосети (КРС). Специалистам должны быть понятны функционирование и компоненты узла 126 управления сетью радиосвязи, такие как блок передачи обслуживания с разнесением, контроллер (ы) и различные интерфейсы. В другом воплощении сети 110 радиодоступа, узлы 126 управления могут иметь другие названия, такие как контроллер базовых станций (КБС), узел управления сетью радиосвязи и т.д. В любом случае следует понимать, что для простоты сеть 110 радиодоступа на фиг.9A показана только с одним узлом 126 управления, причем узел 126 управления связан с двумя базовыми станциями (БС) 128. Как понятно специалистам, сеть 110 радиодоступа обычно имеет множество узлов 126 управления, которые могут быть связаны через интерфейс, который не показан (такой, как интерфейс Iur).
Для простоты показаны только два узла 128 базовых станций, связанные с типичным узлом 126 управления. Понятно, что каждый узел 126 управления может обслуживать различное количество базовых станций 128, и что узлы 126 управления не обязательно должны обслуживать одинаковое количество базовых станций. Дополнительно, специалистам также понятно, что базовая станция в предшествующем уровне техники иногда также называется базовой радиостанцией, Узлом B или B-Узлом.
Для краткости в последующем обсуждении предполагается, что каждая базовая станция 128 обслуживает одну ячейку. Специалистам, однако, должно быть понятно, что базовая станция может служить для осуществления связи по воздушному интерфейсу с более чем одной ячейкой. Например, две ячейки могут использовать ресурсы, расположенные на той же самой базовой станции. Кроме того, каждая ячейка может быть разделена на один или более секторов, причем каждый сектор имеет одну или более ячеек/несущих.
Удаленное устройство 140 осуществляет связь с одной или более ячейками, или с одной или более базовыми станциями (БС) 128 по радио- или воздушному интерфейсу 138. В другом воплощении удаленное устройство 140 может быть известно под другими названиями, такими как удаленный терминал, радиотерминал или беспроводное устройство, подвижная станция или ПС, подвижный терминал или ПТ, или пользовательское оборудование (ПО). Хотя для простоты на фиг.9A показано только одно удаленное устройство 140, каждая базовая станция обычно обслуживает множество удаленных устройств.
В указанном выше примерном воплощении UMTS радиодоступ предпочтительно основан на широкополосном множественном доступе с кодовым разделением каналов (WCDMA) с отдельными радиоканалами, распределенными, используя коды расширения спектра CDMA. Можно использовать и другие методы доступа.
Удаленное устройство 140 имеет блок 46 разуплотнения заголовка. Структура и работа удаленного устройства 140 и блока 46 разуплотнения заголовка могут быть, например, аналогичны структуре и работе любого из блоков разуплотнения заголовка, описанных ранее в связи с любым из его аспектов. Другие, не показанные компоненты удаленного устройства 140, которые включают в себя структуру и работу компонентов приемопередатчика, стеков протоколов, декодеров, буферов и подобных блоков, понятны специалисту.
В варианте осуществления по фиг.9B узел 118 поддержки шлюза системы пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS) (GGSN) содержит блок 25-9B уплотнения заголовка, вместо того, чтобы размещаться в SGSN 117. Структура и работа блока 25-9B уплотнения заголовка по существу аналогичны структуре и работе любого из описанных ранее.
В варианте осуществления на фиг.9C узел 126 контроллера радиосети содержит блок 25-9C уплотнения заголовка, вместо одного из узлов базовой сети. Структура и работа блока 25-9C уплотнения заголовка по существу аналогичны структуре и работе любого из блоков 25 уплотнения заголовка, которые описаны ранее.
Хотя узлы, такие, как показаны на фиг.9A, фиг.9B и фиг.9C, имеют множество других элементов и функциональных возможностей, как понятно специалистам, показаны только те элементы и функциональные возможности, которые необходимы или используются для иллюстрации описанных методов передачи контекстной информации.
Следует отметить, что общие термины «уплотнение заголовка», «блок уплотнения заголовка» и «блок разуплотнения (заголовка)» используются для того, чтобы показать, что возможность применения этой идеи не ограничена никакой определенной схемой уплотнения заголовка. Она, в частности, применяется к большинству профилей ROHC, которые включают в себя, но не ограничены ими, профили уплотнения заголовка ROHC-TCP (0x0006), RTP ROHC (0x0001), UDP (0x0002), IP (0x0004), ESP (0x0003), UDP-Lite (0x0008), RTP/UDP-Lite (0x0007). Некоторые из предложенных решений также имеют преимущество в том, что не требуют никакого изменения ни одного из стандартов ROHC.
Также понятно, что описанные методы разуплотнения заголовка и другие действия не обязательно должны выполняться в узлах или терминалах, имеющих структуру, аналогичную показанным и/или описанным. Вместо этого другие функции могут быть распределены или переданы другим узлам или устройствам, или даже сетям (например, базовой сети и сети радио доступа). Кроме того, даже функции уплотнения заголовка могут распределяться по множеству узлов и/или устройств, если необходимо.
Термин «сетевой узел» как описано ранее, относится к любому узлу или устройству, или к части узла или устройства, выполняющим полностью или частично описанное управление передачей контекстной информации.
Дополнительно, узел или устройство, которые содержат блок 25 уплотнения заголовка, могут располагаться или могут не располагаться больше чем на один узел или сетевой интерфейс дальше от принимающего объекта. Например, упоминание, что контекстная информация передается по воздушному или радиоинтерфейсу к принимающему объекту (например, к удаленному устройству 40) не требует, чтобы блок 25 уплотнения заголовка был расположен в узле или местоположении, который граничит с радиоинтерфейсом.
Преимущества, обеспечиваемые с помощью описанной новой технологии, включают в себя одно или более из следующего:
• Алгоритм уплотнения заголовка можно настраивать для потока для (ожидаемой или обнаруженной) характеристики канала связи на основе надежности относительно глубины переупорядочивания.
• Параметры динамической настройки могут сигнализироваться, используя универсальный пакет, который не изменяет свой формат на основе параметров, которыми обмениваются (от блока уплотнения к блоку разуплотнения), например, IR, IR-DYN или UOR с расширением по отношению к RFC 3095 [ROHC], или используя обратную связь (с блока разуплотнения на блок уплотнения). Их можно использовать для долгосрочных изменений характеристик канала связи.
• Данная технология обеспечивает то, что наиболее эффективные пакеты могут быть устойчивыми к потерям пакетов и к переупорядочиванию, если параметры должным образом установлены (или изменены), в зависимости от фактических характеристик канала связи (сегодняшнее состояние уровня техники требует, чтобы передавалось больше пакетов, чем необходимо).
var
Эту технологию можно стандартизировать - необходимо добавить P и S и/или другие параметры для сигнализации о количестве переупорядочиваний и потерь последовательных пакетов, например, к IR, IR-DYN, а также, возможно, к некоторым расширениям [ROHC].
Описанная технология предоставляет возможность использования алгоритма уплотнения заголовка, используя принцип обеспечения надежности с помощью эталона, в каналах, которые могут переупорядочивать пакеты между блоком уплотнения и блоком разуплотнения, с намного меньшим риском генерации ошибочно разуплотненных пакетов. Это стало возможным из-за настройки количества кодированных LSB битов SN в соответствии со свойствами надежности принципа обеспечения надежности с помощью эталона, учитывая характеристики переупорядочивания.
Это, в частности, применимо к большинству профилей ROHC, которые включают в себя профили уплотнения заголовка RTP ROHC (0x0001), UDP (0x0002), IP (0x0004), ESP (0x0003), UDP-Lite (0x0008), RTP/UDP-Lite (0x0007) и TCP (0x0006), но не ограничены ими.
В зависимости от варианта осуществления и воплощения, описанные особенности включают в себя, но не ограничены ими, одно или более из следующего:
• Блок уплотнения заголовка передает значение, представляющее смещение интервала интерпретации, используемого для кодирования младших значащих битов (LSB), а также значение для количества дополнительных битов, используемых для представления закодированного поля. Эти значения представляют характеристики канала связи, где используется уплотнение заголовка, на основе переупорядочивания и потерь последовательных пакетов.
• Блок уплотнения заголовка увеличивает количество кодированных LSB битов для порядкового номера, основываясь на передаваемых значениях, относящихся к переупорядочиванию и потерям последовательных пакетов.
• Блок разуплотнения заголовка поддерживает в своем состоянии значения, принятые блоком уплотнения, относящиеся к переупорядочиванию и потерям последовательных пакетов.
• Блок разуплотнения заголовка использует поддерживаемое значение, относящееся к количеству кодированных LSB битов порядкового номера, которые присутствуют (или добавлены к статическому определению форматов пакета), для извлечения соответствующего поля.
• Блок разуплотнения заголовка использует значение, принимаемое блоком уплотнения, при интерпретации интервала, когда выполняется декодирование LSB битов, принятых как кодированные LSB биты порядкового номера.
• Блок уплотнения заголовка может сигнализировать новые значения параметров в любое время, например, основываясь на явном изменении свойств однонаправленного канала (линии связи) (таких, как одно или более из времени двустороннего распространения (RTT), задержек, количества повторных передач (управления беспроводным каналом связи (RLC) и/или гибридного автоматического запроса повторной передачи (H-ARQ), событий передачи обслуживания, уровней буфера, изменения конфигурации, изменения параметров качества обслуживания (QoS), сброса канала связи, отбрасывания блоков сервисных данных (SD) и измерений частоты передачи ошибочных битов и т.д.
Кроме того, как другие особенности, в зависимости от варианта осуществления и воплощения, блок разуплотнения динамически передает параметры для кодирования LSB. Например:
• Блок уплотнения заголовка может сначала использовать конфигурированные параметры или параметры по умолчанию для значения, представляющего смещение интервала интерпретации, используемого для кодирования младших значащих битов (LSB), а также для значения количества дополнительных битов, используемых для представления закодированного поля.
• Блок разуплотнения заголовка может контролировать характеристики надежности и переупорядочивания канала связи.
• Блок разуплотнения заголовка передает значение, представляющее смещение интервала интерпретации, используемое для кодирования младших значащих битов (LSB), а также значение количества дополнительных битов, используемых для представления закодированного поля. Это можно сделать, используя сообщения обратной связи. Эти значения представляют характеристики канала связи, причем уплотнение заголовка используется на основе переупорядочивания и потерь последовательных пакетов.
• Блок уплотнения заголовка увеличивает количество кодированных LSB битов порядкового номера, основываясь на значениях, сигнализированных блоком разуплотнения, относящихся к переупорядочиванию и потерям последовательных пакетов, когда происходит надлежащее установление связи, так чтобы переключение было синхронизировано с блоком разуплотнения (например, используя трехэтапное установление связи).
• Блок разуплотнения заголовка может сигнализировать значения параметров в любое время, например, основываясь на обнаруженных характеристиках канала связи или основываясь на явном изменении свойств однонаправленного канала (линии связи) (таких, как передача обслуживания, или изменение конфигурации, или изменение QoS).
Различные признаки могут комбинироваться. Например, использование значений, кодированных с помощью самоописывающего переменного кодирования, для поля, переносящего кодированные LSB биты (вместо того, чтобы поддерживать значение контекста для дополнительного количества кодированных LSB битов). Это может происходить как одно или более из следующего:
• Блок уплотнения заголовка функционирует, как описано выше, причем самоописывающее переменное кодирование, которое применяется к полю, переносящему кодированные LSB биты в пределах принятых форматов пакетов, требует динамического изменения количества кодированных LSB битов.
• Блок разуплотнения заголовка функционирует, как описано выше, причем поле, переносящее кодированные LSB биты, интерпретируется, используя принятые пакеты, интерпретируемые как значения, кодированные с помощью самоописывающего переменного кодирования (таким образом, нет необходимости поддерживать для них значение контекста).
В качестве другого примера комбинации признаков, самоописывающие закодированные значения можно использовать для поля, переносящего кодированные LSB биты (вместо того, чтобы поддерживать значение контекста для множества дополнительных кодированных LSB битов). Это может происходить как одно или более из следующего:
• Блок уплотнения заголовка функционирует, как описано выше, причем самоописывающее кодирование, которое применяется к полю, переносящему кодированные LSB биты в пределах принятых форматов пакетов, требует динамического изменения количества кодированных LSB битов.
• Блок разуплотнения заголовка функционирует, как описано выше, причем поле, переносящее кодированные LSB биты, интерпретируется, используя принятые пакеты, интерпретируемые как самоописывающие закодированные значения (таким образом, нет необходимости поддерживать для них значение контекста).
В указанном выше отношении блок уплотнения заголовка может увеличить количество кодированных LSB битов порядкового номера, основываясь на значениях, сигнализированных блоком разуплотнения, относящихся к переупорядочиванию и потерям последовательных пакетов, без какого-либо установления связи. Поскольку используются значения, закодированные с помощью самоописывающего переменного кодирования, нет необходимости синхронизировать изменение форматов пакетов с блоком разуплотнения.
Блок уплотнения заголовка и/или блок разуплотнения могут быть реализованы в соответствии с [ROHC], [IP Only], [ROHC-TCP], [ROHC-UDPLite] и/или вообще с любыми другими схемами уплотнения заголовка.
Хотя различные варианты осуществления были подробно показаны и описаны, формула изобретения не ограничена никаким конкретным вариантом осуществления или примером. Ничто из приведенного выше описания не должно рассматриваться как допущение, что любой конкретный элемент, этап, диапазон или функция являются необходимыми так, что изобретение должно включать его в себя. Следует понимать, что изобретение не ограничено раскрытым вариантом осуществления, а наоборот, охватывает различные модификации и аналогичные схемы.