CN100401729C - 规定头标字段压缩的方法及相关系统和设备 - Google Patents

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Abstract

规定用于数据分组连接的头标字段压缩的方法和头标字段压缩系统，其中规定一个用于控制压缩器和解压缩器的上下文作为该连接的一个参量。对于识别用于在压缩器与解压缩器之间的数据传输的数据分组连接时所使用的上下文识别符规定一个长度，所述长度规定在一个连接上传输的数据分组连接的最大数目。每个数据分组连接由它自己的上下文识别符标识。该连接的参量以这样一种方式被规定，使得至少由该规定的上下文识别符长度所允许的数目的数据分组连接的头标字段可被压缩，而不管由所述上下文识别符长度所允许的数据分组连接的数目被超过的事实。

Description

规定头标字段压缩的方法及相关系统和设备
技术领域
本发明涉及规定用于数据分组连接的头标字段压缩，特别是在把压缩施加到移动系统时。
背景技术
最近几年间IP(互联网协议)技术的快速进步已把使用不同的、基于IP的应用的潜力扩展到传统的互联网数据传送以外。尤其是基于IP的电话应用已经以快速的步伐发展，其结果是，甚至在传统的电话网(PSTN/ISDN，公共交换电话网/综合业务数字网)和移动网(PLMN，公共陆地移动网)中该呼叫传输路径的一个日益扩展的部分在原理上也可以通过利用IP技术而被实施。
特别是在移动网中，IP技术提供许多优点，因为除了可以通过各种IP话音应用被提供的、移动网的传统的话音业务以外，移动网将提供越来越多不同的数据业务，诸如互联网浏览，电子邮件业务，游戏等等，它们典型地最好实施为分组交换的基于IP的业务。这样，被安排在移动系统协议中的IP层可为音频/视频业务和各种数据业务提供服务。
在移动网中，特别重要的是，尽可能有效地利用有限的无线资源。就其而言这使得无线接口中的IP协议的利用复杂化，因为在基于IP的协议中，传送的数据的各种头标字段的比例是非常大的，因此，有用负载的比例是小的。此外，无线接口的误码率(BER)和上行链路与下行链路的组合的往返行程时间(RTT)在差的条件下可能增加很多，这在大多数已知的头标字段压缩方法中会引发问题。这已产生一个需要，去开发一种适合于不同的IP协议的头标字段压缩方法，它将特别适合于通过无线接口的数据传送：有效的头标字段压缩，然而该压缩可以在误码率和往返行程时间增加很多的情形下被使用。
为此，IETF(互联网工程任务组)最近已致力于称为ROHC(鲁棒的头标压缩)的头标字段压缩方法的标准化。支持ROHC开发的一个思想是，在数据分组传送中使用的几个IP头标字段之间有大量冗余，不单是在该数据分组内，而且在它们之间也如此。换句话说，在头标字段中的大量信息在数据分组传送期间完全不改变，因此，即使它不被发送，也很容易重新构建它。头标字段的仅仅一小部分是这样的，使得它们所包括的信息在压缩期间需要注意。而且，ROHC包括几个压缩级别，由此，当出现到更高的级别的转移时，压缩的效率提高。然而，ROHC总是以这种方式来设法使用最有效的可能的压缩，使得在转移到下一个级别之前，总是确保该级别的操作的足够的可靠性。ROHC也具有典型的特征，那就是它留下要由较低的链路层操纵的、对压缩方法的使用来说很重要的几个问题。
要通过在发射机与接收机(即，压缩器和解压缩器)之间的较低的链路层协商的一个这样的问题是：在某个无线链路上使用的上下文(context)识别符(CID)的长度的定义。该上下文识别符CID用来相互区分在同一个无线链路上传输的几个分组数据流。上下文识别符CID的长度可以是大的数值或小的数值，由此对于大的数值，上下文识别符的长度是1或2字节(8或16比特)，以及对于小的数值，它是0字节(0比特)。对于小的CID长度(0字节)，因此不可能通过该上下文识别符CID来互相区分几个同时的数据流，但无论如何，ROHC包括内部的机制，通过这个机制，即使该上下文识别符字段的长度被规定为0字节，也可以互相区分最大16个同时的数据流。CID的长度因此在要被发送的数据开始压缩之前被协商，该上下文识别符CID的协商的长度此后在上行链路和下行链路方向上被使用。
在上述的安排中的一个问题例如是，由规定的上下文识别符长度所允许的最大数目的同时数据连接在无线载体上进行传输的情形，以及该终端的用户想要再形成一个同时的数据流的情形。因为最大数目的上下文识别符已经在使用，所以，对于该新的数据流不能规定一个上下文识别符。这样，如果该新的数据流需要被压缩地传送，则将为它规定一个已在使用的数据流上下文。这意味着，建立了具有同一个上下文识别符的两个压缩的数据连接，它们是解压缩器不能互相区分的，因此，在整个压缩系统中出现错误情形。因为当前的ROHC实践没有规定要对新的“额外的”数据流采取的行动，所以上述的问题往往在无线载体使用由该上下文识别符CID允许的最大数目的数据连接且该终端的用户试图打开新的数据流时发生。而且，在某些情形下(例如当把ROHC应用到移动系统时)使用的终端由于存储器空间而可能例如对同时的数据连接设置它自己的内部限制，以及这些限制可能比起ROHC所需要的更严格。
发明内容
因此，本发明的目的是开发一种方法和实施该方法的设备以减小上述的缺点。本发明的目的是通过其特征为在独立权利要求中叙述的内容的方法和系统达到的。本发明的优选实施例在从属权利要求中阐述。
本发明是基于这样的思想：尽管超过由该上下文识别符长度允许的数据分组连接的数目，该无线载体参量也以这样的方式被规定使得至少由该规定的上下文识别符长度所允许的数目的数据分组连接头标字段的可被压缩。按照本发明的优选实施例，这可以通过从该规定的上下文识别符的长度中分配至少一个数值用于未压缩的数据流而被实施。按照本发明的第二优选实施例，其中压缩是由移动系统的会聚协议层控制，如果超过由原先的上下文识别符长度所允许的数据分组连接的数目，则该移动系统被引导以如此地重新规定该无线载体参量，以致于该上下文识别符长度的新的数值使能压缩所有数据分组连接的头标字段。按照本发明的再一个优选实施例，响应于超过由该上下文识别符长度的最大值所允许的数据分组连接的数目，该会聚协议层被引导以对于数据分组连接规定几个可被分配给数据分组连接的链路级连接。
本发明的方法和系统提供优点：在所有的情形下，至少与由上下文识别符字段长度的最大值所允许的一样多的、无线载体上传输的数据连接可以被压缩。而且，本发明的程序过程提供优点：对于被压缩传输的数据连接的压缩的不连续性被避免。本发明的又一个优点是：它使得能够把头标字段压缩以可能的最有效的方式施加到数据连接上，这对于无线资源的有效利用是有利的。
附图说明
下面参照附图通过优选实施例更详细地描述本发明，其中：
图1是在ROHC的不同的压缩级别之间转移的方框图，
图2是在ROHC的不同的运行模式之间转移的方框图，
图3是UMTS系统的简化结构的方框图，
图4a和4b显示用于控制信令和发送用户数据的UMTS分组数据业务的协议堆栈，
图5a和5b显示该PDCP层的运行模型，以及
图6显示按照本发明的实施例规定数据分组识别符。
具体实施方式
下面对于本发明必需的部件描述所提及的头标字段压缩方法ROHC的实施方案。对于所提及的压缩方法的更详细的说明，可以参考还未完成的互联网草案“Robust Header Compression(ROHC)(鲁棒的头标压缩)”，版本04，2000年10月11日。
在不同的压缩方法中，典型地对于压缩器和解压缩器规定一个上下文，该上下文是一种状态，它被压缩器使用来压缩要被发送的头标字段以及被解压缩器使用来解压缩接收的头标字段。典型地，该上下文包括在数据传送连接上发送的(压缩器)或接收的(解压缩器)先前的头标字段的未压缩的版本。此外，该上下文可包括标识数据分组流的信息，诸如数据分组的序列号或时间印记。因此，该上下文典型地包括静态信息，它对于整个数据分组流保持不变；和动态信息，它在数据分组流期间改变，但常常按照规定的图案来改变。
ROHC以这种方式使用三种压缩级别，使得压缩从最低的级别开始，以及逐渐继续到更高的级别。该基本原则是，压缩总是以这样的方式在最高的可能的级别上执行，无论如何，使得该压缩器对这一事实有足够的确信度：该解压缩器具有足够的信息来在所讨论的级别上进行解压缩。影响在不同的压缩级别之间移动的因素是在接连的头标字段中的变化，从解压缩器接收的肯定的和否定的确认，以及当没有确认时，特定的顺序计数器的期满。也可能相应地从较高的压缩级别移动到较低的压缩级别。
ROHC结合IP(互联网协议)、UDP(用户数据报协议)和RTP(实时协议)协议使用的压缩级别是起动/刷新(IR)、第一级(FO)和第二级(SO)，以及在图1的图上描述了在这些级别之间的转移。IR级别被使用来创建用于该解压缩器的上下文或者从一个错误情形中恢复。当由解压缩器起动、请求头标字段压缩时，或当更新定时器期满时该压缩器移到该IR级别。在IR级别，压缩器以未压缩的格式发送IR头标字段。当该压缩器确信该解压缩器已接收到该更新信息时，该压缩器设法移到更高的级别。
FO级别被使用来通知在数据分组流的头标字段中无规律性的接收。在IR级别后，在头标字段没有形成统一的图案(换句话说，接连的头标字段如此地随机改变，使得不能预测该改变)或压缩器不能确信解压缩器已接收到规定该头标字段的统一图案的参量的情形下，压缩器在FO级别上运行。这是在例如开始发送语音时，特别是在第一语音突发期间的典型的情形。在FO级别上，该压缩器发送压缩的FO头标字段。如果该头标字段形成统一的图案以及该压缩器确信解压缩器已接收到规定该统一图案的参量，则压缩器再次设法移到更高的级别。FO级别数据分组典型地包括上下文更新信息，这意味着一个成功的解压缩还需要成功传输接连的FO头标字段。因此，解压缩处理过程的成功对于丢失的或损坏的FO级别分组是敏感的。
在SO级别上，压缩是最佳的。该头标字段形成统一的图案，该压缩器用压缩的SO头标字段(实际上是数据分组的序列号)来描绘它。有关规定该头标字段的统一图案的参量的信息已在FO级别上发送到该解压缩器，以及根据该参量和接收的序列号，该解压缩器可推断原先的头标字段。因为在SO级别上发送的数据分组实际上是互相独立的，所以解压缩的错误敏感性也是低的。当头标字段不再形成统一的图案时，压缩器移回到FO级别。
解压缩也具有三个级别，它们受限于该解压缩器的上下文定义。该解压缩器总是在还没有规定上下文时(无上下文)从最低的级别开始运行。那时解压缩器还没有解压缩任何数据分组。当解压缩器已经解压缩该第一数据分组(包括静态和动态上下文信息)时，它可移动跳过中间级别(静态上下文)直接到最高级别(全部上下文)。由于在最高级别的几个错误情形，该解压缩器移到中间级别，但典型地，甚至一个成功的解压缩的数据分组就使该解压缩器返回到最高级别。
除了不同的压缩级别以外，ROHC具有三个不同的工作模式：单向模式(U模式)，双向最佳模式(O模式)和双向可靠模式(R模式)，显示于图2上。按照图2，上述的每个压缩级别(IR，FO，SO)都在每个模式中起作用，但每个模式在每个级别上以它自己的方式起作用，以及也以它自己的方式对在级别之间的转移作出决定。对于每个压缩情形的模式的选择取决于所使用的数据传送连接的参量，诸如使用返回信道的可能性、错误概率和分布、头标字段的尺寸中的变化的影响。
在单向模式中，数据分组只从压缩器发送到解压缩器，这样，ROHC的U模式在其中返回信道的使用是不可能或不希望的情形下是有用的。在U模式下，不同的压缩级别之间的转移是作为特定的顺序计数器期满或根据头标字段图案的变化的结果而作出的。因为没有使用返回信道，所以U模式中的压缩是不太有效的，以及在传输路径上数据分组的消失比起在任一种双向模式下更可能。使用ROHC总是在U模式下开始，以及当解压缩器接收到至少一个分组时，可以转移到任一种双向模式，和作为对该分组的响应，该解压缩器表示：模式改变是必须的。
双向最佳模式类似于单向模式，不同之处在于，在O模式下返回信道被使用来校正错误情形，以及从解压缩器向压缩器确认重大的上下文的更新。在O模式下不进行顺序更新。O模式优选地适用于以小的返回信道业务量要求最佳压缩效率的连接。O模式提供相当可靠的数据分组传送，其中在压缩器与解压缩器之间的同步典型地可被很好地保持，以及数据分组很少丢失，以及如果有丢失，在数量上也是可忽略的。然而，在非常高的误码率下，数据分组可在传输路径上丢失。
双向可靠模式明显地不同于上述的模式。R模式使用返回信道来确认所有的上下文更新，也确认顺序号更新。因此，在R模式下，数据分组几乎可以完全可靠地在压缩器与解压缩器之间传输。在R模式下，压缩头标字段不能造成数据分组的消失。R模式的缺点是，头标字段的尺寸在某些情形下比起在上述的模式中的略大，以及返回信道业务量显著增加。
ROHC的三种运行模式和三种压缩级别形成用于头标字段的压缩的不同的运行情形，每种情形需要规定压缩器与解压缩器的运行以及在压缩器与解压缩器之间的分组的传输。ROHC在不同的运行情形中使用不同的分组。那时，对于ROHC规定六种不同的数据分组类型，其中的四种被使用于从压缩器到解压缩器的传输，另两种作为从解压缩器到压缩器的返回信道数据分组。所使用的数据分组类型的数目将来可改变，但所有的数据分组类型的特征在于，在把分组发送到传输路径之前，规定每次所使用的上下文的上下文识别符CID被附着到每个数据分组。
上下文识别符CID的长度由压缩器和解压缩器对于每个无线载体分开地协商。按照ROHC定义，每次使用的较低的协议层(链路层)必须提供用于在头标字段压缩时所使用的参量(诸如上下文识别符的长度)的协商的机制。该参量在开始压缩之前被协商，在这方面，数据分组流的上下文识别符的长度按照现有技术可被规定为0，8，或16比特。在一个逻辑数据传送信道上，也可能同时发送几个数据分组流，其上下文由上下文识别符CID标识和互相区分开。如果在该信道上只有一个数据分组流被传输，这在不同的VoIP应用(IP承载的话音)中是典型的，则上下文识别符CID的长度被变成“小的”，即，数值给定为0。然而，即使在这时，也可能通过内部的ROHC机制来互相区分开最大16个同时的数据流，即，除了原先的数据流以外，总是可以打开15个新的数据连接，即使该上下文识别符CID的长度被规定为0。这是如此实施的，使得第一数据连接总是不带有任何上下文识别符地被发送，以及对于随后的数据连接，附着一个字节，它的头四个比特表示：这是上下文识别符，以及随后的四个比特表示实际的上下文识别符数值。如果当规定无线载体时显然有几个数据分组流将在同一个信道上发送，则优选地规定大的数值，即1或2个字节(8或16比特)，作为上下文识别符的长度，这取决于应用、无线载体上所使用的数据传输协议和信道条件。
要应用按照ROHC规范的头标字段压缩方法的一个电信系统是第三代移动系统，也称为UMTS(通用移动电信系统)和IMT-2000(国际移动电话系统)。下面，根据图3以简化的方式描述UMTS系统的结构。
图3只包含对于解释本发明来说是必需的方块，但本领域技术人员将会看到，传统的移动电话系统也包括这里不需要更详细地描述的其他功能和结构。移动电话系统的主要部分是核心网CN、UMTS移动电话系统地面无线接入网UTRAN(它形成该移动电话系统的固定网)，以及移动台或用户设备UE。在CN和UTRAN之间的接口被称为Iu，以及在UTRAN和UE之间的接口被称为Uu。
UTRAN典型地包括几个无线网子系统RNS，在RNS之间的接口被称为Iur(未示出)。RNS包括无线网控制器RNC以及一个或多个基站BS，也称为节点B。在RNC和BS之间的接口被称为Iub。基站BS典型地处理无线路径实施方案，以及无线网控制器RNC至少管理以下项目：无线资源的管理、小区之间越区切换的控制、功率调节、定时和同步、寻呼用户终端。
核心网CN由属于移动电话系统且在UTRAN外部的基础设施构成。在核心网中，移动交换中心/访问者位置寄存器3G-MSC/VLR被连接到原籍位置寄存器HLR，以及优选地也连接到智能网络的业务控制点SCP。该原籍位置寄存器HLR和访问者位置寄存器VLR包括有关移动用户的信息：该原籍位置寄存器HLR包括有关移动网中所有的用户和他们预订的业务的信息，以及访问者位置寄存器VLR包括有关访问某个移动交换中心MSC的区域的移动台的信息。到分组无线系统的服务节点3G-SGSN(服务的GPRS支持节点)的连接被形成为通过接口Gs’，以及通过网关移动交换中心GMSC(未示出)到固定电话网PSTN/ISDN。从服务节点3G-SGSN到外部数据网PDN的连接被形成为通过接口Gn到网关节点GGSN(网关GPRS支持节点)，它具有到外部数据网PDN的另一个连接。从移动交换中心3G-MSC/VLR和服务的节点3G-SGSN到无线网UTRAN(UMTS地面无线接入网)的连接通过接口Iu被建立。应当指出，UMTS系统被如此设计，使得核心网CN可以与例如GSM系统的核心网等同，在这种情形下，不需要重新构建整个网络基础设施。
UMTS系统还包括分组无线系统，它在很大的程度上是按照被连接到GSM网的GPRS系统而实施，这解释了网络单元的命名上对GPRS系统的参考。UMTS分组无线系统可包括几个网关和服务节点，以及几个服务节点3G-SGSN典型地被连接到一个网关节点3G-GGSN。节点3G-SGSN和3G-GGSN用作为支持移动台的移动性的路由器，该路由器控制移动系统和把数据分组路由到移动台，而不管它们的位置和所使用的协议。服务的节点3G-SGSN通过无线网UTRAN与移动台MS相联系。服务的节点3G-SGSN的任务是检测移动台能够在它的服务区域中进行分组无线连接以发送和接收来自所述移动台的数据分组，以及跟踪移动台在它的服务区域中的位置。而且，服务的节点3G-SGSN通过信令接口Gs’与移动交换中心3G-MSC和访问者位置寄存器VLR相联系以及通过接口Gr与该原籍位置寄存器HLR相联系。与分组无线业务有关的、和包括用户特定的分组数据协议内容的记录也被存储在原籍位置寄存器HLR中。
网关节点3G-GGSN用作为在UMTS网络分组无线系统与外部数据网PDN(分组数据网)之间的网关。外部数据网包括第二网络运营者的UMTS或GPRS网络、互联网、X.25网络或专用局域网。该网关节点3G-GGSN通过该接口Gi与所述数据网相联系。在网关节点3G-GGSN与服务的节点3G-SGSN之间传输的数据分组总是按照网关隧道化协议GTP被封装。网关节点3G-GGSN也包含该移动台的PDP(分组数据协议)地址和路由信息，即，3G-SGSN地址。路由信息因此被使用来在外部数据网与服务的节点3G-SGSN之间链接该数据分组。在网关节点3G-GGSN与服务的节点3G-SGSN之间的网络采用IP协议，优选地采用IPv6(互联网协议，版本6)。
图4a和4b显示UMTS协议堆栈，在UMTS系统的分组无线业务中被使用于控制信令(控制平面)和用户数据传输(用户平面)。图4a显示协议堆栈，用于在移动台MS与核心网CN之间控制信令。移动台MS的移动性管理MM、呼叫控制CC和会话管理SM在移动台MS与核心网CN之间的最高协议层上被如此地用信号通知，以使得位于其间的基站BS和无线网控制器RNC对于这个信令是透明的。在移动台MS和基站BS之间的无线链路的无线资源管理由无线资源管理系统RRM管理，它把控制数据从无线网控制器RNC发送到基站BS。与移动系统的一般管理有关的这些功能形成一组所谓的核心网协议(CN协议)，也称为非接入层(Non-AccessStratum)。因此，与在移动台MS、基站BS和无线网控制器RNC之间的无线网控制有关的信令是在被称为无线接入网协议(RAN协议)的协议层(即，Access Stratum(接入层))上完成的。这些协议层包括在最低级别上的传送协议以及由该传送协议发送的控制信令被传送到更高的级别，以便进一步处理。较高的接入层的最重要本质是无线资源控制协议RRC，它负责建立、配置、保持、和释放在移动台MS和无线网络UTRAN之间的无线链路，以及用于从核心网CN与无线网RAN发送控制信息到移动台MS。此外，无线资源控制协议RRC负责例如在基于应用的容量分配中按照无线资源管理系统RRM的指令为该无线载体分配足够的容量。
如图4b所示的协议堆栈在发送UMTS分组交换的用户数据时被使用。在无线网UTRAN与移动台MS之间的接口Uu上，在物理层上较低级别的数据传输是按照WCDMA或TD-CDMA协议进行的。在物理层上面的MAC层在物理层与RLC层之间传输数据分组，以及该RLC层掌管不同的无线载体的无线链路的逻辑管理。该RLC功能包括例如把被发送的用户数据(RLC-SDU)分段成一个或多个RLC数据分组RLC-PDU。在RLC上面的PDCP层的数据分组(PDCP-PDU)中的IP头标字段可任选地被压缩。此后，PDCP-PDU被转发到RLC，以及它们相应于一个RLC-SDU。用户数据和RLC-SDU被分段和以RLC帧被发送，数据传输所必需的地址和验证信息被加到其上。RLC层也照管损坏帧的重发。该服务的节点3G-SGSN管理来自该移动台MS的数据分组通过无线网RAN路由到正确的网关节点3G-GGSN。这个连接使用隧道化协议GTP，它封装和用隧道传送通过该核心网发送的所有的用户数据和信令。该GTP协议运行在由该核心网使用的IP之上。
图5a显示PDCP层的功能性模型，其中对于每个无线载体规定一个PDCP实体。因为在现在的系统中对于每个无线载体规定一个单独的PDP上下文，所以对于每个PDP上下文也规定一个PDCP实体，以及在RLC层上对于每个PDCP实体规定某个RLC实体。如上所述，该PDCP层原则上也可被如此地在功能上实施，以使得几个PDP上下文在该PDCP层上被复接，在这种情形下在PDCP层下面的RLC层上，一个RLC实体同时从几个无线载体接收数据分组。
图5b显示其中PDCP实体通过一个无线载体从两个不同的应用，A和B，接收数据分组的情形。在该无线载体中的数据流根据IP头标字段在PDCP实体中的头标字段压缩器之前互相区分开，此后，使该数据流被压缩。该压缩器通过规定数据流分别的上下文识别符，而把数据流互相区分开，该接收机的解压缩器可以通过该上下文识别符再次把该数据流相互区分开，以及解压缩这些数据流。为了说明这一点，图5b把压缩器实体显示为两个分开的方块，但实际上在同一个压缩实体内有两个压缩上下文。然而，压缩的数据流通过同一个RLC连接被传输。
每个PDCP实体可以使用一个或多个头标字段压缩算法或不使用任何算法。几个PDCP实体也可使用同一个算法。无线资源控制器RRC对于每个PDCP实体协商适当的算法以及控制该算法的参量，然后通过PDCP-C-SAP点(PDCP控制业务接入点)向该PDCP层建议选择的算法和参量。所使用的压缩算法取决于在该连接上使用的网络层协议类型，当该PDP上下文被激活时该类型被表示给该无线资源控制器。
因此在UMTS系统中，被发送的数据分组的头标字段压缩和被接收的数据分组的解压缩在会聚协议层PDCP上完成。PDCP层的任务包括与改进信道效率有关的功能，它们典型地是基于不同的最佳化方法，诸如数据分组头标字段的压缩算法的利用。由于今天对于UMTS规划的网络级协议是IP协议，所以所使用的压缩算法是由IETF(互联网工程任务组)标准化的算法。因此，ROHC压缩方法特别适用于UMTS系统。该终端的PDCP层典型地支持几个头标字段压缩方法，以便允许用尽可能多的网络级协议类型建立连接。
当前把ROHC应用到UMTS的会聚协议层时，发送的PDCP和接收的PDCP包括压缩器-解压缩器对，用于压缩被发送的数据分组和解压缩接收的数据分组。会聚协议层PDCP提供一个用于协商对于每个无线载体的上下文识别符的长度的机制给该压缩方法ROHC。实际上，该机制被如此地实施以使得该PDCP层发送压缩器和解压缩器的消息到RRC，以及实际的协商是通过RRC信令完成的。为了能够尽可能有效地利用无线资源，对于无线载体，该上下文识别符CID的长度优选地被规定为零。
如果对于该无线载体规定的上下文识别符CID的长度是“小的”，即，零字节，和所有可能的16个数据连接正在使用，以及如果该终端的用户对于具有这样的规定的无线载体想要再建立一个同时的数据流，则发生有问题的情形，因为17个同时的数据流不能用“小的”上下文识别符被互相区分开。因为新的数据流不能按照ROHC规范由它自己的上下文识别符来识别，所以将为它规定一个现有的数据流的上下文识别符。在这样的情形下，具有同一个上下文识别符的两个数据流被同时发送，这导致在解压缩器中的错误情形，因为该解压缩器不再能互相区分开该数据连接。对于任何其他规定的CID长度数值，当该无线载体使用对于该上下文识别符CID的长度规定的最大数目的数据连接以及该终端的用户试图打开一个新的数据流时，也出现相应的问题。在没有头标字段压缩的无线接口上发送几个数据流会导致无线资源的非最佳利用，这是对该整个移动系统的有效利用的妨害。
然而，上述的问题将通过本发明的程序过程被减小，其中无线载体的参量被如此地规定，使得至少由该规定的上下文识别符的长度所允许的数目的数据分组连接的头标字段可被压缩，而不管由所述上下文识别符长度允许的数据分组连接的数目被超过的事实。这样，有可能确保，例如当无线载体上下文识别符的长度被设置为零并且终端的用户对于该无线载体想要建立第17个同时的数据流时，至少原先的16个数据流，优选地所有的17个数据流可以通过使用ROHC被发送。因此，对于任何其他规定的CID长度值，当无线载体使用对于该上下文识别符CID的长度规定的最大数目的数据连接和该终端的用户试图打开新的数据流时，有可能确保，至少相应于该数据连接的原先数目的一个数目，优选地是所有的数据流，可以通过使用ROHC被发送。
按照本发明的第一实施例，上述的规定可以通过ROHC被执行，这样，ROHC算法被如此地规定为使得对于每个无线载体协商的、该上下文识别符CID的长度(即CID空间)的至少一个数值(优选地是最后的数值)总是被保留用于未压缩的数据流。因此，有可能确保已在使用的数据连接可被压缩地传输，同时，新的数据连接可以不压缩地被建立。例如，该ROHC算法可以在压缩器与解压缩器之间协商的基础上被如此地规定，以使得如果该上下文识别符字段的长度被设为零，则头15个数据流被压缩，以及如果该终端的用户试图形成新的(第16个)数据流，则该数据流和在它之后形成的任何同时的数据流被未压缩地发送到该接收机。一个CID字段被附着到该未压缩的数据分组上，以通知接收机：它们的头标字段尚未被压缩，以及因此它们应当被引导越过该解压缩器。也有可能对于未压缩的数据流保留对于无线载体的、协商的上下文识别符的CID空间的几个数值。
按照本发明的第二实施例，会聚协议层PDCP监视数据连接的数目，以及如果允许的数据连接的数目被超过，则该PDCP层把这一点通知给该无线资源控制协议RRC，然后它进行无线载体重新配置，在此期间无线载体参量，特别是上下文识别符的长度，被重新规定以使得每个数据流的头标字段可以按照ROHC被压缩。例如，如果无线载体上下文识别符的长度被设置为零和PDCP层检测到17个或更多的同时数据流，则无线载体被重新配置，由此，该上下文识别符字段的最大值被规定为大于零。这要求把新的功能性加到PDCP层，以监视每个无线载体的数据连接的数目。如果在无线载体上数据连接的数目对应于该上下文识别符长度的最大值以及正在建立新的数据连接，则PDCP如上所述地通知RRC。也有可能由于该终端的有限的性质，而例如使同时的数据连接的数目通过RRC信令被设置为四个数据流。这样，PDCP层能够如上所述地监视同时的数据连接的数目是必须的，因为该ROHC机制不影响其中同时的数据连接的最高数目小于该上下文识别符字段的最大值的情形。
上述的第一和第二实施例，按照优选实施例，可以通过PDCP层被如此地使用，以使得该PDCP层按照所述第二实施例监视在无线载体上的数据连接的数目，以及当必要时按照所述第一实施例规定：对于超过由最大上下文识别符数值允许的数据连接数目的额外数据连接不执行头标字段压缩。这确保：至少原先的数据流可被最佳压缩地发送。在这样的情形下，如果无线载体的上下文识别符的长度被规定为零以及例如PDCP层检测到17个同时的数据流，则所述最后的(第17个)流被不进行头标字段压缩地发送，以及PDCP层的所述功能引导新的数据流跳过该压缩器。按照优选实施例，PDCP层的所述功能性也可以选择被压缩的那些数据流，在这种情形下，被引导越过该压缩器的数据流不是自动地是最后形成的数据流。
按照第三实施例，在数据连接正在建立时决定该新的数据流属于哪个无线载体的UMTS实体(例如，会话管理协议SM)，在数据连接正在建立时，被告知以由该上下文识别符的最大值造成的、对于同时的数据连接数目的限制，特别是当无线载体上下文识别符的长度被设置为零时。如果16个数据流那时正在使用以及检测到对于17个或更多个同时数据流的需要，则新的“额外”数据流可被规定它自己的无线载体，或该第一无线载体被重新配置以及该上下文识别符字段的长度被给予大于零的数值。在这两种情形下，每个数据流的头标字段都可以按照ROHC被压缩。在这个实施例中，也必须特别考虑其中由于该终端的限制的性质，该最高数目的同时数据连接只是四个数据流的情形。在这样的情形下，控制数据连接的建立的实体能够如上所述地监视同时的数据连接的数目是必须的。
按照第四实施例，在PDCP层的数据分组结构中的分组识别符(PID)被使用来表示在上下文识别符的长度上所需要的改变。在PDCP层上，不同的压缩方法通过附着到数据分组PDU的分组识别符PID被表示和互相区分开。对于每个PDCP实体，创建该分组识别符PID的数值的表，其中不同的压缩算法与不同的数据分组相匹配，以及该分组识别符PID的数值被确定为这些部分的组合。如果不使用压缩算法，则该分组识别符PID获得数值零。PID数值对于每个压缩算法和它的与不同数据分组类型的组合被接连地如此规定，使得每个压缩算法的PID数值从n+1开始，其中n是对于以前的压缩算法规定的最后的PID数值。压缩算法的次序在与无线资源控制器RRC的协商中被确定。根据PID数值表，在分组数据连接的两个末端处的PDCP实体可以识别正在被发送和接收的数据分组的压缩算法。
在本发明的这个实施例中，这些PID数值可被如此利用，以使得按照图6所示的表来为ROHC的不同的上下文识别符字段数值(0，1或2字节)分配三个PID数值。替换地，两个PID数值可被分配来代表CID空间值“小”(0字节)和“大”(1或2字节)。这样对于“大的”CID空间值，CID字段扩展比特可被使用来更详细地表示这是关于8比特还是16比特的CID字段。现在，如果无线载体的上下文识别符长度被设置为零以及PDCP层检测到17个同时的数据流，则可以通过这些PID值向接收的PDCP实体表示CID字段长度的改变。PID值优选地被发送，直至该无线载体被重新配置或数据连接的数目回到16为止。
按照第五实施例，即使CID空间的最大数值被超过，该CID字段的长度也不被重新规定，但可以对于不同的数据连接建立分开的RLC连接。这可以被如此实施，使得当CID空间的最大值被超过时，每个新的数据连接得到其CID字段长度优选地是零的、分开的RLC连接。替换地，可以对于每个数据流规定其CID字段长度被设置为零的、分开的RLC连接。而且，在其中32个数据流正在使用的情形下，该数据流可被分布到两个RLC连接，在这种情形下，该数据流可被分布到其CID字段长度优选地保持为零的、两个RLC连接。然后，该PDCP层规范将被修正，以允许一个PDCP实体同时使用几个RLC连接。对于无线资源的利用，这个实施例是最佳的，因为每个同时的数据流可以不带有CID字段(CID长度＝0)地被发送，在这种情形下，被发送数据的有用负载比例可被最大化。
按照第六实施例，超过该规定的上下文识别符最大值的同时数据连接是不被接受去进行传输的。如果例如，无线载体的上下文识别符长度被设置为零，且有16个数据流正在使用，以及试图形成第17个同时的数据流，则PDCP层和/或压缩器将不接受所述第17个数据连接的建立，以及它的数据分组将被拒绝。
这样，本发明的程序过程确保：在所有的情形下，有可能至少压缩如对于该无线载体规定的上下文识别符字段的最大长度允许的那样多的、在该无线载体上传输的数据连接。而且，被压缩地发送的数据连接的压缩的不连续性通过本发明的程序过程被避免。本发明的程序过程使得能够以最有效的可能的方式对于该数据连接施加头标字段压缩，这对于无线资源的有效利用是有利的。
本发明的程序过程是通过使用UMTS系统作为例子而在上面描述的。然而，按照ROHC的头标字段压缩并不限于UMTS系统，而是可优选地应用到发送IP数据分组的任何电信系统。本发明的程序过程可优选地应用到例如第二代移动系统的进一步的开发项目，诸如GERAN(GSM边缘无线接入网)。
本领域技术人员将会看到，随着技术的前进，本发明的基本思想可以以许多不同的方式实施。因此，本发明和它的实施例不限于上述的例子，而是可以在权利要求的范围内变化。

Claims (21)

1.一种为数据分组连接规定头标字段压缩的方法，在该方法中对于压缩器和解压缩器规定一个上下文作为该连接的一个参量，用于控制所述压缩器和解压缩器的操作，为在识别该压缩器与解压缩器之间的数据传输的数据分组连接中所使用的上下文识别符规定一个长度，所述长度规定在一个连接上发送的压缩的数据分组连接的最大数目，以及每个数据分组连接由它自己的上下文识别符标识，其特征在于，
以如下方式规定该连接的参量，即：使得至少由规定的上下文识别符的长度所允许的数目的数据分组连接的头标字段可被压缩，而不管由所述上下文识别符长度允许的数据分组连接的数目被超过的事实。
2.如权利要求1中要求的方法，其特征在于，
保留该规定的上下文识别符长度的至少一个值用于未压缩的数据流。
3.如权利要求1或2中要求的方法，在该方法中，压缩由移动系统的会聚协议层控制，其特征在于，
响应于超过由该上下文识别符长度允许的数据分组连接的数目，而引导该移动系统以如下方式重新规定一无线载体的参量，即：使得该上下文识别符长度的新数值允许进行所有数据分组连接的头标字段的压缩。
4.如权利要求3中要求的方法，其特征在于，
使用对于该会聚协议层的数据分组识别符规定的数值来规定该上下文识别符长度的新数值。
5.如权利要求1或2中要求的方法，在该方法中，压缩由该移动系统的会聚协议层控制，其特征在于，
把对于每个无线载体规定的同时数据分组连接的最大数目用信号通知给该移动系统实体，它在建立新的数据分组连接时决定它将与哪个无线载体相联系，以及
响应于超过由该上下文识别符长度允许的数据分组连接的数目，而引导该移动系统以如下方式重新规定该无线载体参量，即：使得该上下文识别符长度的新数值允许进行所有数据分组连接的头标字段的压缩。
6.如权利要求2中要求的方法，在该方法中，压缩由该移动系统的会聚协议层控制，其特征在于，
把对于每个无线载体规定的同时数据分组连接的最大数目用信号通知给该移动系统实体，它在建立新的数据分组连接时决定它将与哪个无线载体相联系，以及
响应于超过由该上下文识别符长度的最大值允许的数据分组连接的数目，引导该移动系统对于额外的数据分组连接规定一个新的无线载体。
7.如权利要求2中要求的方法，在该方法中，压缩由该移动系统的会聚协议层控制，其特征在于，
响应于超过由该上下文识别符长度的最大值允许的数据分组连接的数目，引导该会聚协议层或其中的压缩器在不进行头标字段压缩的情况下进行额外的数据分组连接的传输。
8.如权利要求7中要求的方法，其特征在于，
把一个识别符附着到所述额外的数据分组连接，根据这个识别符，接收该数据分组而不进行解压缩。
9.如权利要求1或2中要求的方法，在该方法中，压缩由该移动系统的会聚协议层控制，其特征在于，
响应于超过由该上下文识别符长度的最大值允许的数据分组连接的数目，引导该会聚协议层去对于该数据分组连接而规定几个链路级的连接，该数据分组连接被分配给它们。
10.如权利要求1或2中要求的方法，在该方法中，压缩由该移动系统的会聚协议层控制，其特征在于，
响应于超过由该上下文识别符长度的最大值允许的数据分组连接的数目，引导该会聚协议层拒绝该额外的数据分组连接。
11.如权利要求3中要求的方法，其特征在于，
该终端限制同时的数据分组连接的数目为小于由该上下文识别符长度的最大值允许的数据分组连接的数目。
12.一种头标字段压缩系统，包括：压缩器和解压缩器；一个上下文被安排成被规定用于在该压缩器和解压缩器之间的数据分组连接，作为该连接的一个参量，该上下文控制所述压缩器和解压缩器的操作，以及包括上下文识别符，用来标识该数据分组连接；一个长度被安排成被规定用于在该压缩器与解压缩器之间的数据传输的上下文识别符，所述长度规定在一个连接上传输的压缩的数据分组连接的最大数目，以及所述数据分组连接被安排成由一上下文识别符标识，其特征在于，
该连接的参量被安排成以如下方式规定，即：使得至少由该规定的上下文识别符长度所允许的数目的数据分组连接的头标字段可被压缩，而不管由所述上下文识别符长度所允许的数据分组连接的数目被超过的事实。
13.如权利要求12中要求的系统，其特征在于，
该规定的上下文识别符长度的至少一个值被保留用于未压缩的数据流。
14.如权利要求12或13中要求的系统，在该系统中，压缩被安排成由移动系统的会聚协议层控制，其特征在于，
该移动系统被安排成响应于超过由该上下文识别符长度允许的数据分组连接的数目，而重新规定无线载体的参量，使得该上下文识别符长度的新的数值允许进行所有数据分组连接的头标字段的压缩。
15.如权利要求12或13中要求的系统，在该系统中，压缩被安排成由该移动系统的会聚协议层控制，其特征在于，
该会聚协议层被安排成响应于超过由该上下文识别符长度的最大值允许的数据分组连接的数目，对于该数据分组连接规定几个链路级的连接，该数据分组连接被分配给它们。
16.一种包括头标字段压缩系统的移动通信系统的网络单元(RNC)，该头标字段压缩系统包含压缩器和解压缩器；该头标字段压缩系统被安排成：
规定一个上下文用于在该压缩器和解压缩器之间的数据分组连接，作为该连接的一个参量，该上下文控制所述压缩器和解压缩器的操作，以及包括上下文识别符，用来标识该数据分组连接；
规定一个长度用于在该压缩器与解压缩器之间的数据传输的上下文识别符，所述长度规定在一个连接上传输的压缩的数据分组连接的最大数目，
通过每个数据分组连接自己的上下文识别符来标识该数据分组连接，其特征在于，
所述网络单元被安排成从该移动通信系统的会聚协议层接收信号，所述信号指示为每个无线载体规定的同时数据分组连接的最大数目，以及
所述网络单元被安排成响应于超过由上下文标识符长度的最大值所允许的数据分组连接的数目，而引导该移动通信系统为额外的数据分组连接规定一个新的无线载体。
17.一种包括头标字段压缩系统的移动通信系统的移动站，该头标字段压缩系统包含压缩器和解压缩器；该头标字段压缩系统被安排成：
规定一个上下文用于在该压缩器和解压缩器之间的数据分组连接，作为该连接的一个参量，该上下文控制所述压缩器和解压缩器的操作，以及包括上下文识别符，用来标识该数据分组连接；
规定一个长度用于在该压缩器与解压缩器之间的数据传输的上下文识别符，所述长度规定在一个连接上传输的压缩的数据分组连接的最大数目，
通过每个数据分组连接自己的上下文识别符来标识该数据分组连接，其特征在于，
该移动站被安排成在它自己的会聚协议层上用信号向移动通信系统实体通知为它的每个无线载体所规定的同时数据分组连接的最大数目，该移动通信系统实体在建立一个新的数据分组连接时决定它将与哪个无线载体相联系，以及
所述移动站被安排成响应于超过由上下文标识符长度的最大值所允许的数据分组连接的数目，而接收来自所述实体的命令以便为额外的数据分组连接规定一个新的无线载体。
18.一种包括头标字段压缩系统的移动通信系统的网络单元(RNC)，该头标字段压缩系统包含压缩器和解压缩器；该头标字段压缩系统被安排成：
规定一个上下文用于在该压缩器和解压缩器之间的数据分组连接，作为该连接的一个参量，该上下文控制所述压缩器和解压缩器的操作，以及包括上下文识别符，用来标识该数据分组连接；
规定一个长度用于在该压缩器与解压缩器之间的数据传输的上下文识别符，所述长度规定在一个连接上传输的压缩的数据分组连接的最大数目，
通过每个数据分组连接自己的上下文识别符来标识该数据分组连接，其特征在于，
所述网络单元被安排成响应于超过由上下文标识符长度的最大值所允许的数据分组连接的数目，而引导该移动通信系统的会聚协议层或者其中的压缩器去传输额外的数据分组连接而不需进行头标字段压缩。
19.一种包括头标字段压缩系统的移动通信系统的移动站，该头标字段压缩系统包含压缩器和解压缩器；该头标字段压缩系统被安排成：
规定一个上下文用于在该压缩器和解压缩器之间的数据分组连接，作为该连接的一个参量，该上下文控制所述压缩器和解压缩器的操作，以及包括上下文识别符，用来标识该数据分组连接；
规定一个长度用于在该压缩器与解压缩器之间的数据传输的上下文识别符，所述长度规定在一个连接上传输的压缩的数据分组连接的最大数目，
通过每个数据分组连接自己的上下文识别符来标识该数据分组连接，其特征在于，
所述移动站被安排成响应于超过由上下文标识符长度的最大值所允许的数据分组连接的数目，而从一个移动通信系统实体接收命令以便传输额外的数据分组连接而不需进行头标字段压缩，该移动通信系统实体在建立一个新的数据分组连接时，决定它将与哪个无线载体相联系。
20.如权利要求16或18中要求的网络单元，其特征在于，为一个未压缩的数据流保留所规定的上下文识别符长度的至少一个值。
21.如权利要求17或19中要求的移动站，其特征在于，为一个未压缩的数据流保留所规定的上下文识别符长度的至少一个值。
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