Una técnica para comprimir un campo de cabecera en un paquete de datos.

Un procedimiento de comunicación que comprende:

proporcionar a una fuente (102) una pluralidad de paquetes,

incluyendo cada paquete un campo de cabecera, estando la fuente acoplada a una red;

llevar a cabo por un compresor incluido en una entidad de red que está acoplada a la red y a un receptor (130) la compresión del campo de cabecera para al menos algunos de los paquetes enviados desde la fuente (102) y dirigidos al receptor (130) que incluye una descompresor (137); y

calcular la fluctuación de retardo en la entidad de red en los paquetes dirigidos al receptor (130) estando dicho procedimiento además caracterizado por: descartar paquetes que tienen una fluctuación que es mayor que un valor predeterminado, en donde la fluctuación de retardo se calcula como un total de una cantidad de fluctuación de retardo causada por la red entre la fuente (102) y el descompresor (137) incluido en el receptor (130) .

Una técnica para comprimir un campo de cabecera en un paquete de datos

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a un procedimiento y aparato para comprimir un campo de cabecera en un paquete de datos. Más específicamente, la presente invención se refiere a un procedimiento y aparato para comprimir un campo de cabecera de un paquete de datos utilizando un Esquema Basado en un Temporizador y una Referencia.

Para los multimedios en tiempo real basados en el Protocolo de Internet (IP) , el Protocolo de Transferencia en Tiempo Real (RTP) se utiliza de manera predominante encima del Protocolo de Datagramas de Usuario (UDP / IP) . El RTP se describe en detalle en el documento RFC 1889. El tamaño de las cabeceras combinadas de IP/UDP/RTP es de al menos 40 octetos para el IPv4, y de al menos 60 octetos para el IPv6. El sobregasto de entre 40 y 60 octetos por

paquete puede considerarse oneroso en sistemas (p. ej., tales como las redes celulares) donde la eficiencia espectral es una preocupación primaria. En consecuencia, existe una necesidad de mecanismos adecuados de compresión de cabeceras de IP/UDP/RTP. Por ejemplo EP 0 768 777 A2 describe ciertos aspectos de la gestión de la movilidad. Un esquema actual de compresión de cabeceras se describe en el documento RFC2508, que es capaz de comprimir la cabecera de IP/UDP/RTP, de 40 / 60 octetos, en 2 ó 4 octetos por enlaces punto a punto. Los algoritmos existentes de compresión de cabeceras se basan en la observación de que la mayoría de los campos de las cabeceras de paquetes IP permanecen constantes en un flujo de paquetes durante la duración de una sesión. Así, es posible comprimir la información de cabecera estableciendo un estado de compresión (la información de cabecera completa) en el descompresor, y llevando simplemente una cantidad mínima de información de cabecera desde el compresor al descompresor.

El documento RFC2508 se basa en la idea de que, la mayor parte del tiempo, los campos del RTP que cambian entre un paquete y el siguiente, tal como el sello temporal del RTP, pueden predecirse por extrapolación lineal. Esencialmente, la única información que tiene que enviarse es un número de secuencia, utilizado para la detección de errores y de pérdidas de paquetes (así como un identificador de contexto) . Cuando el remitente determina que la extrapolación lineal no puede aplicarse al paquete actual, se envía una información de diferencia de primer orden con respecto al paquete inmediatamente precedente. Para iniciar la sesión, se envía una cabecera completa. Además, cuando el receptor determina que hay pérdida de paquetes (según lo detectado por un número de secuencia incrementado en más de 1) , el receptor solicitará explícitamente al remitente que transmita la cabecera completa a fin de permitir una resincronización.

Sin embargo, la compresión de cabecera definida en el documento RFC2508 no está bien adaptada para ciertos entornos (tales como los entornos celulares o inalámbricos) , donde el ancho de banda es prohibitivo y los errores son comunes. En el esquema de compresión de cabeceras del documento RFC2508, se supone que el sello temporal del RTP tiene, la mayor parte del tiempo, un patrón linealmente creciente. Cuando la cabecera es conforme al patrón,

esencialmente sólo se necesita un número de secuencia corto en la cabecera comprimida. Cuando la cabecera no es conforme al patrón, la diferencia entre los sellos temporales de RTP de la cabecera actual y los de la anterior se envía en la cabecera comprimida. Es posible una optimización adicional utilizando una tabla de codificación. Este enfoque tiene tres inconvenientes. El primero es que no es robusto ante los errores, ya que la pérdida de la cabecera anterior invalidará la descompresión de la cabecera actual. El segundo es que las diferencias o saltos del sello temporal del

RTP pueden ser muy grandes, desbordando así la tabla de búsqueda de codificación. Por ejemplo, si el medio es la voz, tales grandes diferencias pueden ser causadas por un intervalo de silencio. El tercero es que el tamaño de la diferencia codificada resultante es variable, lo que hace más difícil predecir y gestionar el ancho de banda a adjudicar.

Por lo tanto, hay una necesidad para un esquema de compresión de cabecera que pueda asimilar un salto arbitrario en 50 el valor del campo (p. ej., en el valor del sello temporal del RTP) , que brinde un tamaño más coherente y constante, y que sea más robusto ante los errores.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Según una realización de la presente invención, se proporciona una técnica de descompresión de cabecera basada en temporizador. Un origen del RTP genera un campo de cabecera, tal como un sello temporal del RTP. El sello temporal se envía por una red a un compresor. En el compresor, se utiliza una función de reducción de fluctuación de retardo (JRF) para determinar si la fluctuación de retardo del sello temporal (cabecera) recibido es excesivo. Si la fluctuación de retardo es excesiva, se descarta el paquete. En caso contrario, el compresor calcula un campo de cabecera 60 comprimida (sello temporal comprimido) en base al sello temporal del RTP y un valor inicial del sello temporal. El sello temporal comprimido representa la fluctuación de retardo que se calcula como un efecto que la red entre el origen y el descompresor tiene sobre la transmisión de paquetes. La fluctuación de retardo calculada es una acumulación de fluctuación de retardo de red, que representa el efecto que la red entre el origen y el compresor tiene sobre la transmisión de paquetes, y de fluctuación de retardo de radio, que representa el efecto que la red entre el compresor y el descompresor tiene sobre la transmisión de paquetes. Debería observarse que el término “red”, según se utiliza en el presente documento, está concebido como un término amplio, a fin de no excluir, por ejemplo, los enlaces de radio en una red de telecomunicaciones inalámbricas. El paquete del RTP, incluyendo el sello temporal comprimido, se transmite entonces por un enlace o red a un descompresor.

El descompresor descomprime el sello temporal comprimido calculando primero una estimación o aproximación del sello temporal, en base al valor actual de un temporizador situado en el terminal (es decir, en base al tiempo transcurrido) . La aproximación del sello temporal se refina o corrige luego en base al sello temporal comprimido proporcionado en la cabecera del paquete. De esta manera, el sello temporal para el paquete (cabecera) actual se regenera en base a un temporizador local y un sello temporal comprimido proporcionado en la cabecera actual. El paquete y el sello temporal regenerado se proporcionan luego a un punto extremo del RTP para su procesamiento.

El esquema basado en temporizador de la presente invención incluye varias ventajas. El término “esquema basado en temporizador”, según se utiliza en el presente documento, incluye el esquema basado en temporizador que utiliza un sello temporal comprimido, y el esquema basado en temporizador y referencia, según se revela en el presente documento. El tamaño del sello temporal comprimido (u otro campo de cabecera) es constante y pequeño. Además, el tamaño no cambia en función de la longitud del intervalo de silencio. No se requiere ninguna sincronización entre el

proceso temporizador en el origen del RTP (que genera el sello temporal) y el temporizador en el proceso descompresor. Además, esta técnica es robusta frente a los errores, ya que la información parcial del sello temporal en la cabecera comprimida es autocontenida y sólo necesita ser combinada con el valor del temporizador del descompresor para producir el valor completo del sello temporal del RTP. La pérdida o corrupción de una cabecera no invalidará las cabeceras comprimidas subsiguientes.

Un segundo ejemplo de la presente invención proporciona un esquema de desmenuzamiento de cabeceras en el cual la cabecera (p. ej., incluyendo el sello temporal del RTP) es desmenuzada o retirada del paquete del RTP antes de la transmisión. Un desmenuzador de cabecera y un generador de cabecera se conectan a través de una conexión similar a un circuito (p. ej., un circuito o circuito virtual) , o un canal de tasa de bits esencialmente constante. Después de la inicialización, el desmenuzador de cabecera desmenuza o retira la cabecera (incluyendo la retirada del sello temporal y el número de secuencia) de cada paquete, y luego transmite los paquetes sin cabecera al regenerador de cabecera. Para eliminar la fluctuación de retardo de paquetes en el desmenuzador de cabeceras, los paquetes pueden transmitirse con un espaciado temporal según el sello temporal (TS) del RTP en la cabecera. Por lo tanto,... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de comunicación que comprende:

proporcionar a una fuente (102) una pluralidad de paquetes, incluyendo cada paquete un campo de cabecera, estando la fuente acoplada a una red;

llevar a cabo por un compresor incluido en una entidad de red que está acoplada a la red y a un receptor (130) la compresión del campo de cabecera para al menos algunos de los paquetes enviados desde la fuente (102) y 10 dirigidos al receptor (130) que incluye una descompresor (137) ; y

calcular la fluctuación de retardo en la entidad de red en los paquetes dirigidos al receptor (130) estando dicho procedimiento además caracterizado por: descartar paquetes que tienen una fluctuación que es mayor que un valor predeterminado, en donde la fluctuación de retardo se calcula como un total de una cantidad de 15 fluctuación de retardo causada por la red entre la fuente (102) y el descompresor (137) incluido en el receptor

(130) .

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicha fluctuación de retardo se calcula mediante el cálculo de un efecto de fluctuación de retardo de la red antes del compresor, y calcular un efecto de fluctuación de 20 retardo de la red entre el compresor y el descompresor (137) .

3. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho efecto de fluctuación de retardo de la red entre el compresor y el descompresor (137) se establece en un valor umbral superior para la fluctuación de retardo.

4. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que dicha fluctuación de retardo de la red antes del compresor se calcula mediante el cálculo del efecto de fluctuación de retardo de un paquete actual utilizando información con respecto a un paquete de referencia.

5. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que dicho calcular un efecto de fluctuación de retardo de la red

antes del compresor comprende: calcular el efecto de fluctuación de retardo de un paquete actual utilizando información con respecto a dicho paquete actual y cada uno de un número predeterminado de paquetes precedentes.

6. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que dicho calcular un efecto de fluctuación de retardo de la red

antes del compresor comprende: calcular el efecto de fluctuación de retardo de un paquete actual utilizando información con respecto a dicho paquete actual y cada paquete anterior hasta un paquete de referencia.

7. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el campo de cabecera comprimido se calcula como los k

bits menos significativos de un valor empaquetado, donde k es un número entero, y en el que una aproximación del valor empaquetado en base al tiempo transcurrido desde la llegada de un paquete anterior y un valor empaquetado del paquete anterior se calcula en el descompresor (137) .

8. Un sistema de comunicación que comprende:

una fuente (102) que proporciona una pluralidad de paquetes, incluyendo cada paquete un campo de cabecera, estando la fuente acoplada a una red;

un receptor (130) que incluye un descompresor (137) ;

una entidad de red acoplada a la red y al receptor (130) por una red entre la entidad de red y el receptor (130) , incluyendo la entidad de red un compresor para llevar a cabo la compresión del campo de cabecera para al menos algunos de los paquetes enviados desde la fuente (102) y dirigidos al receptor (130) , incluyendo la entidad de red una función de reducción de fluctuación de retardo (115) para calcular la fluctuación de retardo 55 en los paquetes dirigidos al receptor (130) estando dicho sistema caracterizado por medios para descartar paquetes que tienen una fluctuación que es mayor que un valor predeterminado, en donde la fluctuación de retardo se calcula como un total de una cantidad de fluctuación de retardo causada por la red entre la fuente (102) y el descompresor (137) incluido en el receptor (130) .

9. El sistema de comunicación según la reivindicación 8, en el que dicha fluctuación de retardo se calcula mediante el cálculo de un efecto de fluctuación de retardo de la red antes del compresor, y calcular un efecto de fluctuación de retardo de la red entre el compresor y el descompresor (137) .

10. El sistema de comunicación según la reivindicación 8, en el que dicho efecto de fluctuación de retardo de la red entre el compresor y el descompresor (137) se establece en un valor umbral superior para la fluctuación de retardo.

11. El sistema de comunicación según la reivindicación 9, en el que dicha fluctuación de retardo de la red antes del compresor se calcula mediante el cálculo del efecto de fluctuación de retardo de un paquete actual utilizando información con respecto a un paquete de referencia.

12. El sistema de comunicación según la reivindicación 9, en el que dicho calcular un efecto de fluctuación de retardo de la red antes del compresor comprende: calcular el efecto de fluctuación de retardo de un paquete actual utilizando información con respecto a dicho paquete actual y cada uno de un número predeterminado de paquetes precedentes.

13. El sistema de comunicación según la reivindicación 9, en el que dicho calcular un efecto de fluctuación de retardo de la red antes del compresor comprende: calcular el efecto de fluctuación de retardo de un paquete actual utilizando información con respecto a dicho paquete actual y cada paquete anterior hasta un paquete de referencia.

14. El sistema de comunicación según la reivindicación 8, en el que el campo de cabecera comprimido se calcula como los k bits menos significativos de un valor empaquetado, donde k es un número entero; y en el que el descompresor (137) calcula una aproximación del valor empaquetado en base al tiempo transcurrido desde la llegada de un paquete anterior y un valor empaquetado del paquete anterior.

15. Un producto de programa informático, que comprende: un medio legible por ordenador que comprende: código para hacer que cuando se ejecuta al menos un ordenador lleve a cabo un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7.

FIG. 2

FORMATO DE PAQUETES DEL RTP

CABECERA IP CABECERA UDP CABECERA RTP CARGA ÚTIL

210 212 214 216

(p. ej., MUESTRA DE VOZ)

FIG. 3

FORMATO NO COMPRIMIDO DE CABECERA DE RTP

SELLO TEMPORAL (TS) NÚMERO DE SECUENCIA (SN) OTROS CAMPOS

310 312 314

FIG. 4

FORMATO COMPRIMIDO DE CABECERA DE RTP

TIPO DE MÁSCARA DE BITS SELLO TEMPORAL COMPRIMIDO Campos optativos

MENSAJE 410 412 414 416

ººººººººººººººº

ººººººººººººººººººººººººººººººººººººººººººººººº

PILA REGENERADORA DE CABECERA 830

FIG. 9

INFORMACIÓN CONTENIDO TAMAÑO

Info_inic (n) CABECERA DE IP/UDP/RTP COMPLETA; n ESTÁ IMPLÍCITAMENTE ESPECIFICADO EN SN DEL RTP ALREDEDOR DE 40 OCTETOS=320 BITS AL MENOS; ENVIADOS POR INTERFAZ AÉREA

Inic_cadena (n) C_SN, C_TS (SI LA TEMPORIZACIÓN NO SE MANTIENE DESDE UNA CADENA A LA PRÓXIMA) , p_tamaño (IMPROBABLE) , TS_tranco (IMPROBABLE) ; n ESTÁ IMPLÍCI-TAMENTE ESPECIFICADO EN C_SN ALREDEDOR DE 8 BITS SI SÓLO SE TRATA DE C_SN, 12 BITS SI SE TRATA DE C_SN Y C_TS

HO_inic_u (n) CABECERA IP/UDP/RTP COMPLETA, PERO TS DEL RTP REEMPLAZADO POR TSO_u, m_último_u, TS_tranco_u, Temporizador_u de TS, p_tamaño_u; n ESTÁ IMPLÍCITAMENTE ESPECIFICADO EN SN DEL RTP LIGERAMENTE MAYOR QUE LA CABECERA COMPLETA; LLEVADO EN RED DE LÍNEA POR CABLE, ENTRE ANI_AD

HO_inic_d (n) P_tamaño_d, y TS_tranco_d, JUNTO CON SU NÚMERO DE GENERACIÓN EL TAMAÑO DEPENDE DE LA CODIFICACIÓN DE p_tamaño Y TS_tranco; LLEVADO POR RED DE LÍNEA DE CABLE, ENTRE ANI_AD

HO_sinc_u (n) C_SN, C_TS (PROBABLE) , p_tamaño_u, TS_tranco_u; n ESTÁ IMPLÍCITAMENTE ESPECIFICADO EN C_SN ALREDEDOR DE 8 BITS SI SÓLO SE TRATA DE C_SN, 12 BITS SI SE TRATA DE C_SN Y C_TS

HO_sinc_d (n) C_SN, C_TS (PROBABLE) , p_tamaño_d, TS_tranco_d; n ESTÁ IMPLÍCITAMENTE ESPECIFICADO EN C_SN ALREDEDOR DE 8 BITS SI SÓLO SE TRATA DE C_SN, 12 BITS SI SE TRATA DE C_SN Y C_TS

Ack (n) UNOS POCOS BITS

FIG. 15

CALCULAR FLUCTUACIÓN DE RETARDO DE PAQUETE 5 CON RESPECTO A 1: j (5, 1) = 2 = N_FLUCTUACIÓN DE RETARDO (5, 1)

CALCULAR FLUCTUACIÓN DE RETARDO DE PAQUETE 5 CON RESPECTO A 2: j (5, 2) = 3 = N_FLUCTUACIÓN DE RETARDO (5, 2)

CALCULAR FLUCTUACIÓN DE RETARDO DE PAQUETE 5 CON RESPECTO A 3: j (5, 3) = 4 = N_FLUCTUACIÓN DE RETARDO (5, 3)

CALCULAR FLUCTUACIÓN DE RETARDO DE PAQUETE 5 CON RESPECTO A 4: j (5, 4) = 7 = N_FLUCTUACIÓN DE RETARDO (5, 4)

MÁX FLUCTUACIÓN DE RETARDO DE RED = 7 PARA EL PAQUETE 5