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

Un procedimiento para descomprimir un sello de tiempo comprimido (414) en un campo cabecera de un paquete actual transmitido en una red desde un compresor a un descompresor (137) que comprende las etapas de:

recibir un sello de tiempo comprimido (414) en un campo cabecera de un paquete actual en el descompresor (137), dicho sello de tiempo comprimido (414) habiendo sido calculado en el compresor como una parte de un valor de sello de tiempo que se calcula como un efecto a causa de fluctuación de tiempo que tiene la red entre una fuente (102) y el descompresor (137) en la transmisión de paquetes;

calcular una aproximación del valor de sello de tiempo en el campo cabecera del paquete actual en el descompresor (137) en base al tiempo pasado desde la llegada de un campo cabecera previo al descompresor (137) y un valor de sello de tiempo del paquete previo;

calcular una magnitud de valor de corrección de sello de tiempo para el paquete actual en el descompresor (137) en base al sello de tiempo comprimido (414) del paquete actual; y

descomprimir el sello de tiempo comprimido (414) del paquete actual en el descompresor (137) ajustando la aproximación calculada del valor de sello de tiempo en el campo cabecera del paquete actual en un cantidad 15 en base a la magnitud de valor de corrección de sello de tiempo.

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. 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 o 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 de tiempo 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. Tal algoritmo de compresión se describe, por ejemplo, en la referencia “Evaluation of the Casner-Jacobson Algorithm for Compressing the RTP/UDP/IP Headers”, G. Mamais.

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 de tiempo 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 de tiempo 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.

La compresión de cabeceras también se describe en S. Casner et al “Compressing IP/UDP/RTP Headers for Low-Seed Serial Links”, Internet Engineering Task Force, July 27, 1998. La compresión de datos de imagen se describe en EP 0

852 446 A2.

Sin embargo todavía existe una necesidad de un esquema de compresión de cabeceras que pueda acomodar un salto arbitrario en el valor del campo (por ejemplo, en el valor del sello de tiempo RTP) , alcance un tamaño constante o más consistente y es más robusto respecto a errores.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Esta necesidad se ve satisfecha por el contenido de las reivindicaciones adjuntas.

Según un ejemplo 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 de tiempo del RTP. El sello de tiempo se envía por una red a un compresor. En el compresor, se utiliza una función de reducción de fluctuación de tiempo (JRF) para determinar si la fluctuación de tiempo del sello de tiempo (cabecera) recibido es excesivo. Si la fluctuación de tiempo es excesiva, se descarta el paquete. En caso contrario, el compresor calcula un campo de cabecera comprimida (sello de tiempo comprimido) sobre la base del sello de tiempo del RTP y un valor inicial del sello de tiempo. El sello de tiempo comprimido representa la fluctuación de tiempo que se calcula como un efecto que la red entre el origen y el descompresor tiene sobre la transmisión de paquetes. La fluctuación de tiempo calculada es una acumulación de fluctuación de tiempo 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 tiempo 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 de tiempo comprimido, se transmite entonces por un enlace o red a un descompresor.

El descompresor descomprime el sello de tiempo comprimido calculando primero una estimación o aproximación del sello de tiempo, sobre la base del valor actual de un temporizador situado en el terminal (es decir, sobre la base del tiempo transcurrido) . La aproximación del sello de tiempo se refina o corrige luego sobre la base del sello de tiempo comprimido proporcionado en la cabecera del paquete. De esta manera, el sello de tiempo para el paquete (cabecera) actual se regenera sobre la base de un temporizador local y un sello de tiempo comprimido proporcionado en la cabecera actual. El paquete y el sello de tiempo 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 de tiempo comprimido, y el esquema basado en temporizador y referencia, según se revela en el presente documento. El tamaño del sello de tiempo 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 de tiempo) y el temporizador en el proceso descompresor. Además, esta técnica es robusta frente a los errores, ya que la información parcial del sello de tiempo 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 de tiempo 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 de tiempo 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.... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para descomprimir un sello de tiempo comprimido (414) en un campo cabecera de un paquete actual transmitido en una red desde un compresor a un descompresor (137) que comprende las etapas de:

recibir un sello de tiempo comprimido (414) en un campo cabecera de un paquete actual en el descompresor (137) , dicho sello de tiempo comprimido (414) habiendo sido calculado en el compresor como una parte de un valor de sello de tiempo que se calcula como un efecto a causa de fluctuación de tiempo que tiene la red entre una fuente (102) y el descompresor (137) en la transmisión de paquetes;

calcular una aproximación del valor de sello de tiempo en el campo cabecera del paquete actual en el descompresor (137) en base al tiempo pasado desde la llegada de un campo cabecera previo al descompresor (137) y un valor de sello de tiempo del paquete previo;

calcular una magnitud de valor de corrección de sello de tiempo para el paquete actual en el descompresor

(137) en base al sello de tiempo comprimido (414) del paquete actual; y

descomprimir el sello de tiempo comprimido (414) del paquete actual en el descompresor (137) ajustando la aproximación calculada del valor de sello de tiempo en el campo cabecera del paquete actual en un cantidad en base a la magnitud de valor de corrección de sello de tiempo.

2. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que dicho efecto a causa de fluctuación de tiempo que tiene la red entre la fuente (102) y el descompresor (137) en la transmisión de paquetes se calcula calculando un efecto a causa de fluctuación de tiempo de la red entre la fuente y el compresor y calculando un efecto a causa de fluctuación de tiempo de la red entre el compresor y el descompresor (137) .

3. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que dicho efecto a causa de fluctuación de tiempo entre la fuente (102) y el descompresor (137) se fija a un valor de umbral superior de fluctuación de tiempo.

4. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que dicho calcular un efecto a causa de fluctuación de tiempo de la red antes del compresor comprende:

calcular un efecto a causa de fluctuación de tiempo de un paquete actual usando información respecto a un paquete de referencia.

5. El procedimiento según la reivindicación 2, en el que dicho calcular un efecto a causa de fluctuación de tiempo de la red antes del compresor comprende:

calcular un efecto a causa de fluctuación de tiempo de un paquete actual usando información 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 a causa de fluctuación de tiempo de la red antes del compresor comprende:

calcular un efecto a causa de fluctuación de tiempo de un paquete actual usando información respecto a dicho paquete actual y cada paquete precedente hasta un paquete de referencia.

7. El procedimiento según la reivindicación 1, en el que el sello de tiempo comprimido en el campo cabecera se calcula como los k bits menos significativos del valor de sello de tiempo, en donde k es un entero.

8. Un aparato para descomprimir un sello de tiempo comprimido (414) en un campo cabecera de un paquete actual transmitido en una red desde un compresor a un descompresor (137) que comprende:

medios para recibir un sello de tiempo comprimido (414) en un campo cabecera de un paquete actual [en el descompresor (137) ], dicho sello de tiempo comprimido (414) habiendo sido calculado en el compresor como una parte de un valor de sello de tiempo que se calcula como un efecto a causa de fluctuación de tiempo que tiene la red entre una fuente (102) y el descompresor (137) en la transmisión de paquetes;

medios para calcular una aproximación del valor de sello de tiempo en el campo cabecera del paquete actual en el descompresor (137) en base al tiempo pasado desde la llegada de un campo cabecera previo al descompresor (137) y un valor de sello de tiempo del paquete previo;

medios para calcular una magnitud de valor de corrección de sello de tiempo para el paquete actual en el descompresor (137) en base al sello de tiempo comprimido (414) del paquete actual; y

medios para descomprimir el sello de tiempo comprimido (414) del paquete actual en el descompresor (137) ajustando la aproximación calculada del valor de sello de tiempo en el campo cabecera del paquete actual en un cantidad en base a la magnitud de valor de corrección de sello de tiempo.

9. El aparato según la reivindicación 8, en el que dicho efecto a causa de fluctuación de tiempo que tiene la red entre la fuente (102) y el descompresor (137) en la transmisión de paquetes se calcula calculando un efecto a causa de fluctuación de tiempo de la red entre la fuente y el compresor y calculando un efecto a causa de fluctuación de tiempo de la red entre el compresor y el descompresor (137) .

10. El aparato según la reivindicación 9, en el que dicho efecto a causa de fluctuación de tiempo entre la fuente

(102) y el descompresor (137) se fija a un valor de umbral superior de fluctuación de tiempo.

11. El aparato según la reivindicación 9, en el que dicho efecto a causa de fluctuación de tiempo de la red antes del compresor se calcula usando información respecto a un paquete de referencia.

12. El aparato según la reivindicación 9, en el que dicho efecto a causa de fluctuación de tiempo de la red antes del compresor se calcula usando información respecto a dicho paquete actual y cada uno de un número predeterminado de paquetes precedentes.

13. El aparato según la reivindicación 9, en el que dicho efecto a causa de fluctuación de tiempo de la red antes del compresor se calcula usando información respecto a dicho paquete actual y cada paquete precedente hasta un paquete de referencia.

14. El aparato según la reivindicación 8, en el que el sello de tiempo comprimido en el campo cabecera se calcula como los k bits menos significativos del valor de sello de tiempo, en donde k es un entero.

15. Un producto de programa de ordenador que comprende:

un medio legible por ordenador que comprende:

código que cuando se ejecuta hace que al menos un ordenador lleve a cabo un procedimiento según 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 DE TIEMPO (TS) NÚMERO DE SECUENCIA (SN) OTROS CAMPOS

310 312 314

FIG. 4

FORMATO COMPRIMIDO DE CABECERA DE RTP

TIPO DE MENSAJE MÁSCARA DE BITS SELLO DE TIEMPO Campos optativos

COMPRIMIDO

410 412 416

414

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 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_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 VARIACIÓN DE RETARDO DE PAQUETE 5 CON RESPECTO A 1: j (5, 1) = 2 = N_VARIACIÓN DE RETARDO (5, 1)

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

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

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

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