CN101047711B - Ip报文传输、协商带宽节省能力和节省网络带宽的方法 - Google Patents

Ip报文传输、协商带宽节省能力和节省网络带宽的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种网际协议IP报文传输、协商带宽节省能力和节省网络带宽的方法，其中，IP报文传输的方法为：A、发送方将自身支持的一个以上带宽节省能力发送给接收方；B、接收方根据自身支持的带宽节省能力从发送方发送的一个以上带宽节省能力中选择一个带宽节省能力，发送给发送方；C、发送方根据接收到的接收方选择的带宽节省能力确定传输数据所采用的IP报文类型；D、发送方采用所确定的IP报文类型构造承载传输数据的IP报文后，将IP报文发送给接收方。本发明提供的方法节省了通信系统中IP承载网络的带宽和资源。

Description

IP报文传输、协商带宽节省能力和节省网络带宽的方法
技术领域
本发明涉及在通信系统的网际协议(IP)承载网中传输数据的技术，特别涉及一种IP报文传输、协商带宽节省能力和节省网络带宽的方法。
背景技术
在通信系统，如在宽度码分多址(WCDMA)系统的IP承载网中，数据需要承载在报文中传输，如数据承载在IP报文中传输。图1为现有技术WCDMA的网络架构示意图，图中的虚线表示信令路径，实线表示承载数据的报文传输路径，其中，在媒体网关(MGM)之间的Nb接口、UTRAN和MGW之间的Iu接口传输的数据都可以使用IP承载，Nb接口和Iu接口通过用户面协议(UP)协商用户面参数，移动业务控制中心服务器(MSCserver)使用H.248协议经Mc接口控制MGW。该网络架构还可以应用于固定软交换系统、CDMA系统或固网网际协议多媒体子系统(IMS)等网络。
为了将数据承载在IP报文中，构建了图2所示的承载IP报文的协议栈：包括要传输数据的数据层、实时传输协议(RTP)层、用户数据报协议(UDP)层、IP层和链路层。IP层有IPv4或IPv6两种版本。链路层使用的协议为ETHER和POS，对IP报文进行循环冗余编码(CRC)校验。以下对RTP层和UDP层进行详细说明。
UDP层是一个简单的面向数据的传输协议层，其使用端口号为不同会话保留其各自的数据传输通道，发送方将UDP数据通过数据传输通道的源端口发送出去，接收方通过该数据传输通道的目的端口接收数据。UDP层不提供可靠性，即发送方把UDP数据发送出去，但是并不保证UDP数据能到达接收方。
RTP层是为具有实时特性的数据，如交互式的语音或图像，提供端到端传输服务的协议层。RTP层被定义为在一对一或一对多的传输情况下工作，目的是提供时间和数据流的同步。RTP层通常使用UDP层传输数据，对于一个RTP数据会使用两个端口：一个设置为RTP，一个设置为实时传输控制协议(RTCP)。RTP层本身不能为按顺序传送的RTP数据包提供可靠的传送机制，也不提供流量控制或拥塞控制，其依靠RTCP提供这些服务。IP报文中的序列号允许接收方重构发送方发送的IP报文序列，也被用来确定发送方发送的IP报文在整个IP报文序列中的位置，IP报文中的时间戳可以用来计算网络传输延迟和抖动。
图3为IP报文的RTP头的结构示意图，示出了RTP头的格式和内容，其中，各域值的用法描述为：版本(V，Version)：版本2；填充(P，Padding)：如果IP报文有附加的填充字节，设置该标志；扩展(X，eXtension)：指示在RTP头之后的一个扩展头(目前未使用)；贡献者计数(CC，Contributorcount)：IP报文中贡献源标识符的数目，最多允许有15个贡献源标识；标记(M，Marker)：由会话规定其含义，用于在IP报文中建立划分不同数据的边界；静荷类型(PT，Payload type)：IP报文中数据的业务类型；序列号(SN，Sequence number)：标识IP报文的序号，长度为16个比特；时间戳(timestamp)：反映一个IP报文中的第一个字节数据的抽样时刻，长度为16个比特；同步源标识符(SSRC)：标识IP报文的同步源；贡献源标识符列表(CSRC list)：标识在IP报文的静荷中所包含的所有贡献源，该CSRClist的数目由CC给定。
承载在IP报文中传输的数据一般需要经过压缩，如果承载了压缩数据的IP报文在Iu接口和Nb接口传输，则需要将压缩的数据封装一个UP头。图4为承载使用AMR协议压缩数据的IP报文结构示意图，该结构与图2所述的结构除了增加了UP层以及数据是用AMR压缩之外，其他的相同。
UP层的UP数据报文包括控制报文和数据报文，其中，控制报文包括初始化报文、速率控制报文、时间校准报文和错误事件报文；UP数据报文有两种类型，即PDU Type0和PDU Type1，如图5a和图5b所示。
在图5a和图5b中，UP层的UP数据报文中包括控制部分、检测部分和净荷部分，其中，在检测部分，PDU Type0对压缩数据的UP头和压缩数据都进行了CRC校验；PDU Type1只对压缩数据的UP头进行了CRC校验。
当传输承载数据的IP报文时，整个过程包括两个部分：第一个部分，进行IP报文的带宽节省能力协商；第二个部分，进行IP报文的传输。以下分别对这两个部分进行详细说明。
进行IP报文的带宽节省能力协商
在传输IP报文之前，IP报文的发送方和IP报文的接收方需要确定对方或对方希望自身传输的IP报文的类型，这时就需要进行一个带宽节省能力协商的过程，每一种带宽节省能力都会对应一种IP报文的类型，当IP报文的发送方和IP报文的接收方协商好带宽节省能力后，双方就确定了所传输IP报文的类型。目前进行协商的过程为：IP报文的发起方将自身支持的一种带宽节省能力发送给IP报文的接收方，IP报文的接收方判断自身是否支持IP报文的发起方发送的这种带宽节省能力，如果是，向IP报文的发起方发送协商成功的响应消息，协商成功；否则，向IP报文的发起方发送协商不成功的响应消息，协商失败或再次发起协商过程。
但是，这种IP报文的带宽节省能力协商过程也存在着缺点：IP报文的发送方只发送自身所支持的一种带宽节省能力给IP报文的接收方，容易造成协商失败或进行重协商过程，进而造成通信系统资源的浪费。如：IP报文的发送方可以支持的带宽节省能力为0和1，但是只能发送带宽节省能力0给IP报文的接收方，而IP报文的接收方支持的带宽节省能力1，这样就会造成协商失败或进行重协商过程。另外，在IP报文的带宽节省能力协商过程中，没有定义使用H.248协议如何进行IP报文的带宽节省能力协商，如在WCDMA系统电路域非隧道情况下进行IP报文的带宽节省能力协商。
进行IP报文的传输
当IP报文的带宽节省能力协商完成后，就可以根据所协商的带宽节省能力确定采用何种类型的IP报文来传输数据，从而采用确定类型的IP报文来传输数据。
目前，有多种IP报文的类型，以下介绍两种目前最常用的两种IP报文类型。
第一种IP报文类型采用图4所示的结构，包括压缩了的IP报文头和压缩后的数据，即静荷。为了节省IP报文头所占用的通信系统资源，互联网工作任务组(IETF)提供了多种IP报文头压缩的标准，对一次会话的IP报文头，即IP头、UDP头和RTP头进行压缩。在一次会话过程中，IP报文头有很多信息是保持不变的或很少变化的，还有一些信息虽然是变化的，但相邻两个IP报文的这些信息变化的差值是恒定的，将这两种类型的信息称为稳定信息。在会话开始时，发送方将携带具有稳定信息的IP报文头的IP报文发送给接收方，以后发送方就只将携带具有变化信息的IP报文头的IP报文发送给接收方。如果在会话过程中稳定信息发生变化，则发送方需要将携带具有稳定信息的IP报文头的IP报文再次发送给接收方。接收方根据接收到的稳定信息和变化信息重组在本次会话中所接收到的各个IP报文的IP报文头。
采用这种IP报文类型的IP报文来传输数据，存在着缺点：第一，如果携带具有稳定信息的IP报文头的IP报文丢失或损坏，接收方就无法在本次会话过程中正确的更新IP报文的IP报文头，导致会话的双方无法正确通信，所以必须提供机制检测接收方是否接收到携带具有稳定信息的IP报文头的IP报文，如果接收方没有接收到时可以发送消息请求发送方再次发送，但是这种在通信系统中的往返时间会影响IP报文的传输效率；第二，只能针对单个会话，不能针对多个会话进行复用；第三，由于对IP报文的IP报文头进行了压缩，所以具有压缩了IP报文头的IP报文不能通过不支持IP头压缩的路由器。
第二种IP报文类型采用图6所示的结构，该IP报文使用复用头技术和RTP压缩技术，即在每个IP子报文中增加了复用头，在RTP层中使用了压缩技术。复用头是将源IP地址和目的IP地址相同的多个会话中的多个IP子报文复用在一个IP报文中发送，链路层、IP层和UDP层格式不变。其中，在包括了多个IP子报文的一个IP报文中，UDP头中的目的端口号为固定值，UDP头中的源端口号没有意义。对于每一个IP子报文都封装了一个复用头，该复用头指明了该IP子报文的目的UDP端口号以及报文长度。在IP子报文中的RTP压缩技术是通过缩减或删除RTP层中的某些字段来达到减小RTP层长度的目的。在RTP层中，某些字段的长度可以被缩短，如时间戳和序列号，还有一些字段在某些通信系统组网环境下是不需要的，比如在WCDMA系统网络中，RTP头中的P、M、CC、X和CSRC等字段都是无用的，可以删除。在进行RTP头中的字段删除或缩短后，再进行RTP头的压缩。
但是，采用这种IP报文类型的IP报文来传输数据，也存在着缺点：
第一，当IP报文采用复用头技术时，由于各个IP子报文中的复用头没有携带发送方的信息，使得接收到IP报文的接收方无法判断IP报文中的各个IP子报文的合法性，存在可靠性和安全性的问题。举一个例子说明，如图7所示：首先，地址为10.110.100.100，端口为5000的终端1和地址为10.110.200.200，端口为6000的终端2建立了双向连接，这两个终端可以互相发送接收IP报文；其次，传输报文结束后要删除这两个终端，终端1被成功的删除了，但是终端2由于某些原因没有被删掉，成为了吊死的终端；最后，终端1的IP地址和端口号会分配给后续的终端使用，假设分配给了终端3，其和IP地址10.110.200.200，端口5000的终端4建立双向连接，互相发送接收IP报文，但是这时吊死的终端2仍然向IP地址10.110.100.100，端口5000发送IP报文，这样终端3就收到了来自两个终端的IP报文，来自10.110.200.200/5000的IP报文是合法的，而来自10.110.200.200/6000的IP报文是非法的，需要丢弃，如果发送的IP报文中的IP子报文不包含源信息，那么接收方就无法对IP报文中的IP子报文的合法性进行判断，如果不进行判断，都认为是合法IP子报文的话，就会对通话质量产生影响，比如产生串音现象。
第二，当IP报文中的各个IP子报文采用复用头技术时，标识IP子报文的字段过短，最多只能采用1个字节标识IP子报文的长度为255个字节，在IP子报文长度较长时，无法标识IP子报文的长短，如传输视频数据时或者对语音数据进行了RTP冗余处理时，IP子报文中的静荷长度就可能超过255个字节，这时这种复用头技术就无法应用。
第三，当IP报文的各个IP子报文中的数据采用UP报头时，无论采用两种类型中的哪一个类型，都需要对UP头进行CRC校验，但是，实际上在IP报文的链路层已经进行了对IP报文进行了CRC校验，可以保证所传输数据的正确性，如果仍然在UP头中进行CRC校验，既损失了通信系统的网络带宽，又提高了对设备处理能力的要求。
发明内容
有鉴于此，本发明在于提供一种IP报文传输的方法，该方法能够节省通信系统中IP承载网的网络带宽和资源。
本发明还提供一种节省网络带宽的方法，该方法能够节省通信系统中IP承载网的网络带宽和资源，并能够保证传输的可靠性和安全性。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种网际协议IP报文传输的方法，该方法包括IP报文的带宽节省能力协商过程和IP报文的传输过程，其中，IP报文的带宽节省能力协商过程为：
A、发送方将自身支持的一个以上带宽节省能力发送给接收方；
B、接收方根据自身支持的带宽节省能力从发送方发送的一个以上带宽节省能力中选择一个带宽节省能力，发送给发送方；
C、发送方根据接收到的接收方选择的带宽节省能力确定传输数据所采用的IP报文类型；
IP报文的传输过程为：
D、发送方采用所确定的IP报文类型构造承载传输数据的IP报文后，将IP报文发送给接收方，该IP报文为复用后的IP报文，包括至少一个具有复用头的IP子报文，其中，IP子报文的复用头设置有标识发送方信息的源标识、或/和标识指示IP子报文长度所使用字节数的标识和标识IP子报文长度的标识，所述标识发送方信息的源标识为IP子报文所属会话的源用户数据报协议UDP端口号或源UDP端口号除以2。
设置带宽节省能力与IP报文类型的映射关系，步骤C所述确定传输数据所采用的IP报文类型的过程为：
根据映射关系确定接收到的接收方选择的带宽节省能力对应的IP报文类型，将确定的IP报文类型作为传输数据所采用的IP报文类型。
发送方发送的一个以上带宽节省能力中具有多个接收方支持的带宽节省能力时，步骤B所述接收方在选择一个带宽节省能力还根据最节省带宽节省能力策略。
步骤A所述的一个以上带宽节省能力为带宽节省能力集。
步骤A所述的一个以上带宽节省能力携带在用户面协议UP初始化请求消息的UP扩展字段中发送；
步骤B所述的接收方选择的一个带宽节省能力携带在UP初始化请求消息的应答消息中的UP扩展字段中发送。
步骤A所述的一个以上带宽节省能力设置在会话描述协议SDP中，该具有一个以上带宽节省能力的SDP描述携带在会话初始化协议SIP消息、IP承载控制协议IPBCP消息或H.248协议消息中发送；
步骤B所述的接收方选择的一个带宽节省能力设置在SDP中，该具有接收方选择的一个带宽节省能力的SDP描述携带在SIP消息的应答消息、IPBCP消息的应答消息或H.248协议消息的应答消息中发送。
步骤D所述的IP报文包括UP数据报文，该UP数据报文包括压缩后的所传输的数据和UP头，该UP数据报文不进行所传输数据的循环冗余编码CRC校验和UP头的CRC校验。
步骤D所述的IP报文为压缩了实时传输协议RTP头的IP报文。
在步骤D构造IP报文之前，还包括RTP头压缩能力的协商过程：
发送方将是否支持RTP头压缩能力的信息发送给接收方，接收方根据自身是否支持RTP头压缩能力和接收到的是否支持RTP头压缩能力的信息确定是否支持RTP头压缩：如果两者都支持，则接收方向发送方发送支持RTP头压缩能力信息，发送方对IP报文进行RTP头压缩；如果两者之中有任意一者不支持，则接收方向发送方发送不支持RTP头压缩能力信息，发送方不能对IP报文进行RTP头压缩。
所述发送方发送的是否支持RTP头压缩能力的信息携带在UP初始化请求消息的UP扩展字段中发送；
所述接收方向发送方发送的不支持RTP头压缩能力信息或支持RTP头压缩能力信息携带在UP初始化请求消息的应答消息中的UP扩展字段中发送。
所述发送方发送的是否支持RTP头压缩能力的信息设置在SDP中，该具有是否支持RTP头压缩能力的信息的SDP描述携带在SIP消息、IPBCP消息或H.248协议消息中发送；
所述接收方向发送方发送的不支持RTP头压缩能力信息或支持RTP头压缩能力信息设置在SDP中，该具有不支持RTP头压缩能力信息或支持RTP头压缩能力信息的SDP描述携带在SIP消息的应答消息、IPBCP消息的应答消息或H.248协议消息的应答消息中发送。
在步骤D之后，该方法还包括：
接收方接收到发送方发送的IP报文后，采用所选择带宽节省能力对应的IP报文类型对该IP报文中的各个IP子报文进行解析，得到所传输的数据。
一种节省网络带宽的方法，该方法包括：
发送方将要传输的数据承载在IP报文中发送给接收方，该IP报文为复用后的IP报文，包括至少一个具有复用头的IP子报文，其中，IP子报文的复用头设置有标识发送方信息的源标识、或/和标识指示IP子报文长度所使用字节数的标识和标识IP子报文长度的标识，所述标识发送方信息的源标识为IP子报文所属会话的源用户数据报协议UDP端口号或源UDP端口号除以2。
所述IP报文包括UP数据报文，该UP数据报文包括压缩后的所传输数据和UP头，该UP数据报文不进行所传输数据的CRC校验和UP头的CRC校验。
所述IP报文为压缩了RTP头的IP报文。
在发送IP报文之前，还包括RTP头压缩能力的协商过程：
发送方将是否支持RTP头压缩能力的信息发送给接收方，接收方根据自身是否支持RTP头压缩能力和接收到的是否支持RTP头压缩能力的信息确定是否支持RTP头压缩：如果两者都支持，则接收方向发送方发送支持RTP头压缩能力信息，发送方对IP报文进行RTP头压缩；如果两者之中有任意一者不支持，则接收方向发送方发送不支持RTP头压缩能力信息，发送方不能对IP报文进行RTP头压缩。
所述发送方发送的是否支持RTP头压缩能力的信息携带在UP初始化请求消息的UP扩展字段中发送；
所述接收方向发送方发送的不支持RTP头压缩能力信息或支持RTP头压缩能力信息携带在UP初始化请求消息的应答消息中的UP扩展字段中发送。
所述发送方发送的是否支持RTP头压缩能力的信息设置在SDP中，该具有是否支持RTP头压缩能力的信息的SDP描述携带在SIP消息、IPBCP消息或H.248协议消息中发送；
所述接收方向发送方发送的不支持RTP头压缩能力信息或支持RTP头压缩能力信息设置在SDP中，该具有不支持RTP头压缩能力信息或支持RTP头压缩能力信息的SDP描述携带在SIP消息的应答消息、IPBCP消息的应答消息或H.248协议消息的应答消息中发送。
从上述方案可以看出，本发明提供的方法分别对IP报文传输过程的两个部分，即带宽节省能力协商部分和承载所传输数据的IP报文所采用的格式，进行改进。对于带宽节省能力协商过程，本发明扩展了UP初始化消息所承载的带宽节省能力或采用SDP承载带宽节省能力，可以承载多个带宽节省能力，不像现有技术每次协商过程中只能承载一个带宽节省能力，从而不仅解决了协商带宽节省能力易失败或易重协商的问题，而且解决了协商带宽节省能力方法只采用UP的问题。对于本发明所采用的IP报文格式，仍然采用复用头技术和RTP压缩技术，在复用头增加源标识，用于接收方根据接收到IP报文的各个IP子报文的复用头中的源标识确定IP子报文的来源，进行安全性和可靠性检测，从而保证传输的可靠性和安全性；在复用头增加标识使用几个字节的长度字段来标识IP子报文长度的比特，从而可以指示的IP子报文长度不止有255个字节；对采用压缩数据的UP数据报文不进行CRC校验，节省了通信系统中IP承载网的网络带宽和资源。因此，本发明提供的IP报文传输的方法、协商带宽节省能力的方法以及节省网络带宽的方法节省了通信系统中IP承载网的网络带宽和资源。
附图说明
图1为现有技术WCDMA的网络架构示意图；
图2为现有技术承载IP报文的协议栈的架构示意图；
图3为现有技术IP报文的RTP头的结构示意图；
图4为现有技术承载使用AMR协议压缩数据的IP报文结构示意图；
图5a为现有技术UP层数据报文PDU Type0的格式示意图；
图5b为现有技术UP层数据报文PDU Type1的格式示意图；
图6为现有技术采用复用头技术和RTP技术的IP报文结构示意图；
图7为现有技术采用复用头技术构造的IP报文不具有可靠性的实施例示意图；
图8为本发明IP报文的传输方法流程图；
图9为本发明采用H.248协议和SDP进行IP报文的带宽节省能力协商方法流程图；
图10为本发明采用IPBCP和SDP进行IP报文的带宽节省能力协商方法流程图；
图11为本发明采用SIP和SDP进行IP报文的带宽节省能力协商方法流程图；
图12为本发明采用UP进行IP报文的带宽节省能力协商方法流程图；
图13为本发明采用UP进行UP头压缩能力协商方法流程图；
图14为本发明UP层数据报文的格式示意图；
图15为本发明进行复用后的IP报文格式示意图；
图16为本发明在复用基础上又进行IP报文头压缩后的IP报文格式示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举具体实施例并参照附图，对本发明进行进一步详细的说明。
为了节省通信系统的网络带宽和资源，本发明提供了一种IP报文的传输方法，如图8所示，涉及的网络实体包括IP报文的发送方和IP报文的接收方，其具体步骤为：
IP报文的带宽节省能力协商过程
步骤800、发送方将自身支持的一个以上带宽节省能力发送给接收方。
一个以上带宽节省能力可以设置为带宽节省能力集。
步骤801、接收方接收到发送方发送的一个以上带宽节省能力后，根据自身支持的带宽节省能力和设置的策略选择其中一个带宽节省能力，将所选择的带宽节省能力发送给发送方。
当发送方发送的一个以上带宽节省能力中具有多个接收方支持的带宽节省能力时，接收方可以选择自身支持的并且最节省带宽节省能力的带宽节省能力发送给发送方。
步骤802、发送方接收到接收方所选择的带宽节省能力后，确定传输数据采用的IP报文类型，即对应于接收方所选择的带宽节省能力的IP报文类型，向接收方发送接受接收方所选择的带宽节省能力的消息。
IP报文的传输
步骤803、发送方已经确定传输数据所采用的IP报文类型，采用所确定IP报文类型构造承载数据的IP报文后，将IP报文发送给接收方。
在本发明中，可以使用图6所示的IP报文传输数据，但是对该IP报文进行了改进：首先，针对现有技术无法判断IP报文中的IP子报文来源的合法性问题，在IP报文中的IP子报文的复用头中携带标识发送方信息的源标识，该源标识可以是IP子报文所属会话的用户数据报协议UDP端口号或UDP端口号除以2，这样，接收方就可以根据IP报文中的IP子报文携带的标识发送方信息的源信息进行合法性的判断；其次，针对现有技术IP报文中的IP子报文的复用头只能标识该IP子报文的长度最多为255个字节，本发明可以不像现有技术那样在复用头使用1个字节，而使用2个字节来标识IP子报文的长度，但是这样太浪费通信系统的网络带宽，因此，本发明另外在复用头使用一个比特来标识使用几个字节的长度字段来标识IP子报文的长度，如0表示使用1个字节标识IP子报文的长度，1表示使用2个字节标识IP子报文的长度等，因而，IP子报文的复用头设置有标识发送方信息的源标识、或/和标识指示IP子报文长度所使用字节数的标识和标识IP子报文长度的标识；最后，针对现有技术对UP层进行CRC校验，本发明提供了一种UP层的压缩了数据的UP数据报文格式，只对其中的UP头进行压缩，但对UP头和压缩了的数据，即静荷，都不进行CRC校验。
步骤804、接收方接收到发送方发送的IP报文后，采用所选择带宽节省能力对应的IP报文类型对该IP报文中的各个IP子报文进行解析，得到所封装的数据。
以下具体说明如何进行IP报文的带宽节省能力协商。
IP报文在通信系统网络中的不同接口传输所采用的带宽节省能力协商方法不同，目前有以下几种协商方法：
1)IP报文在WCDMA系统的Iu接口传输，用UP进行带宽节省能力的协商，在UP扩展字段中携带多个带宽节省能力，也就是携带带宽节省能力集。
2)IP报文在WCDMA系统的Nb接口传输，用IPBCP和会话描述协议(SDP)进行协商，在SDP中携带多个带宽节省能力；也可以用UP进行带宽节省能力的协商，在UP扩展字段中携带多个带宽节省能力。
3)IP报文在IMS中的接收方和发送方之间传输，用会话初始化协议(SIP)和SDP进行协商，在SDP中携带多个带宽节省能力；IP报文在IMS中的媒体控制设备和媒体处理设备之间传输，用H.248协议和SDP进行协商，在SDP中携带多个带宽节省能力。
4)IP报文在固定软交换系统中传输，在软交换设备之间用SIP和SDP进行协商，在SDP中携带多个带宽节省能力；软交换设备和媒体网关之间用H.248协议和SDP进行协商，在SDP中携带多个带宽节省能力。
当使用SDP进行IP报文的带宽节省能力协商时，SDP中定义了媒体属性a＝fmtp，SDP使用这个媒体属性传递特定格式的参数，并不关心其中的内容。媒体属性a＝fmtp的格式为：a＝fmtp：<format><format specificparameters>，其中的<format specific parameters>可以为任意符合SDP规定的字符串，本发明使用这个参数携带所支持的多个带宽节省能力，标识带宽节省能力的信息可以采用多种方式，这里列举2种方式：
第一种方式，在一个媒体属性a＝fmtp中列出所有支持的带宽节省能力：a＝fmtp：<format>IPFmts＝{x，y，z，...}，其中的x、y、z表示带宽节省能力，按优先级逐渐降低的顺序排序。例如：a＝fmtp：4 IPFmts＝{0，1}，表示静荷类型为4的IP报文支持带宽节省能力为0和1。
第二种方式，每个媒体属性a＝fmtp列出一个所支持的带宽节省能力：a＝fmtp：<format>IPFmts＝x；a＝fmtp：<format>IPFmts＝y；a＝fmtp：<format>IPFmts＝z，带宽节省能力按优先级逐渐降低的顺序排序，最希望使用的带宽节省能力放在最前面，依此类推。
在本发明中，还有一种特殊的媒体属性a＝fmtp用于表示媒体控制设备希望媒体处理设备提供所支持的多个带宽节省能力，可以表示为：a＝fmtp：<format>IPFmts＝＄。
以下分别叙述使用H.248协议和SDP、使用IPBCP和SDP、使用SIP和SDP以及使用UP进行IP报文的带宽节省能力协商的方法。
使用H.248协议和SDP进行IP报文的带宽节省能力协商的方法
在WCDMA系统电路域非隧道情况下或固定软交换系统中，两个媒体处理设备之间不能通过IPBCP进行带宽节省能力的协商，必须由媒体控制设备通过H.248协议控制媒体处理设备进行带宽节省能力的协商，在协商过程中，媒体控制设备和媒体处理设备之间通过H.248进行交互，可以使用H.248协议中的LOCAL和REMOTE描述符，在其中使用SDP描述的多个带宽节省能力，在这里，将多个带宽节省能力称为带宽节省能力集。在SDP描述中没有出现带宽节省能力时可以表示不支持带宽节省能力。
图9为本发明采用H.248协议和SDP进行IP报文的带宽节省能力协商方法流程图，涉及的网络实体包括媒体处理设备1、媒体控制设备和媒体处理设备2，其中，媒体处理设备1和媒体处理设备2可以分别为IP报文的发送方和IP报文的接收方，其具体步骤为：
步骤900、媒体控制设备请求媒体处理设备1提供支持的带宽节省能力集。
步骤901、媒体处理设备1给媒体控制设备发送支持的带宽节省能力集。
步骤902、媒体控制设备将带宽节省能力集发送给媒体处理设备2，请求媒体处理设备2选择一个支持的带宽节省能力。
步骤903、媒体处理设备2选择一个支持的带宽节省能力返回给媒体控制设备。
步骤904、媒体控制设备请求媒体处理设备1使用媒体处理设备2选定的带宽节省能力。
步骤905、媒体处理设备1向媒体控制设备返回接受选择的带宽节省能力。
使用IPBCP和SDP进行IP报文的带宽节省能力协商的方法
在WCDMA系统电路域隧道方式下，两个媒体网关之间通过IPBCP交换接收方和发送方之间的协商参数，这些协商参数可以为媒体流特性、媒体流载体的IP地址和端口号等。在本发明中，IPBCP使用SDP描述所支持的带宽节省能力集。
图10为本发明采用IPBCP和SDP进行IP报文的带宽节省能力协商方法流程图，涉及的网络实体包括媒体网关1和媒体网关2，其具体步骤为：
步骤1000、媒体网关1向媒体网关2发送IPBCP请求消息，携带媒体网关1支持的带宽节省能力集，该带宽节省能力集采用SDP进行描述。
步骤1001、媒体网关2从接收的带宽节省能力集中选择一种自身支持的带宽节省能力，向媒体网关1回应答消息，携带选定的带宽节省能力。
如果媒体网关2不支持接收的任何一种带宽节省能力，那么在应答消息中删除带有带宽节省能力集的SDP描述。
使用SIP和SDP进行IP报文的带宽节省能力协商的方法
SIP使用SDP描述所支持的带宽节省能力集。
图11为本发明采用SIP和SDP进行IP报文的带宽节省能力协商方法流程图，涉及的网络实体包括IP报文的发送方和IP报文的接收方，其具体步骤为：
步骤1100、发送方向接收方发送SIP请求消息，携带其支持的带宽节省能力集，该带宽节省能力集采用SDP进行描述。
步骤1101、接收方从接收的带宽节省能力集中选择一种其支持的带宽节省能力，向发送方返回SIP请求消息的应答消息，携带所选择的带宽节省能力。
如果接收方不支持接收的任何一种带宽节省能力，那么在应答消息中删除带有带宽节省能力集的SDP描述。
使用UP进行IP报文的带宽节省能力协商的方法
在UP支持模式下，UTRAN和MGW之间以及MGW和MGW之间使用UP初始化消息进行用户面参数的协商，在本发明中可以通过UP初始化请求和应答消息进行带宽节省能力的协商。
图12为本发明采用UP进行IP报文的带宽节省能力协商方法流程图，涉及的网络实体包括IP报文的发送方和IP报文的接收方，其具体步骤为：
步骤1200、发送方向接收方发送UP初始化请求消息，携带支持的带宽节省能力集。
步骤1201、接收方从接收的带宽节省能力集中选择一种其支持的带宽节省能力，向发送方返回UP初始化请求消息的应答消息，携带所选择的带宽节省能力。
如果接收方不支持接收的任何一种带宽节省能力，那么在应答消息中不携带任何带宽节省能力。
在本发明中，还可以使用UP进行UP头压缩能力协商，如图13所示，其具体步骤为：
步骤1300、发送方向接收方发送UP初始化请求消息，携带其是否支持UP头压缩能力的信息。
步骤1301、如果接收方支持UP头压缩并且接收到的发送方的信息标识发送方支持UP头压缩，向发送方返回支持UP头压缩能力的UP初始化请求消息的响应消息；如果两方中的任意一方不支持UP头压缩，向发送方返回不支持UP头压缩能力的UP初始化请求消息的响应消息。
在本发明中，UP初始化请求消息及其应答消息中包含若干个空闲扩展字段，可以使用UP初始化请求报文中的一个空闲扩展字段中的两个比特位图IPFmts(bitmap)携带所支持的带宽节省能力集；使用应答消息中的一个空闲扩展字段中的一个比特BWS supported表示接收方是否支持带宽节省能力，一个比特IPFMT表示接收方选定的带宽节省能力。
在本发明中，可以使用UP初始化请求报文中的一个空闲扩展字段中的一个比特UPC表示发送方是否支持UP头压缩；使用应答消息中的一个空闲扩展字段中的一个比特UPC表示接收方是否支持UP头压缩。
如表1所示：
参数名称 IPFmts(bitmap) BWS supported IPFMT UPC
长度 2个比特 1个比特 1个比特 1个比特
含义 带宽节省能力列表 是否支持带宽节省能力 选定的带宽节省能力，在MUXsupported为1时才有效 是否支持UP头压缩
取值 00：不支持带宽节省能力01：支持带宽节省能力010：支持带宽节省能力111：支持带宽节省能力0、1  0：不支持带宽节省能力1：支持带宽节省能力 0：支持带宽节省能力01：支持带宽节能力1  0：不支持UP头压缩1：支持UP头压缩
位置 UP初始化请求消息 UP初始化请求消息的应答消息 UP初始化请求消息的应答消息 UP初始化请求消息/UP初始化请求消息的应答消息
表1
从表1可以看出，如果发送方支持带宽节省能力，就将UP初始化请求消息中的IPFmts(bitmap)字段按照支持的带宽节省能力集进行赋值。接收方从接收到UP初始化请求消息中的IPFmts(bitmap)字段选择一个自身支持的带宽节省能力，填写在UP初始化请求消息的应答消息的IP FMT字段，同时将BWS supported字段置1，这以后发送方和接收方就可以处理对应于相同带宽节省能力的IP报文；如果接收方不支持带宽节省能力，或者不支持接收到UP初始化请求消息中的IPFmts(bitmap)字段中的带宽节省能力，就在UP初始化请求消息的应答消息U中将BWS supported字段置0，这以后发送方和接收方就只能处理普通的IP报文。
从表1还可以看出，发送方可以在UP初始化请求消息中指示是否支持UP头压缩，接收方可以在UP初始化请求消息的应答消息中指示是否支持UP头压缩，只有发起方和接收方都支持UP头的压缩，才能接收方和发送方之间传输的IP报文中采用UP头压缩功能。
在本发明中，UP头压缩能力也可以通过SDP描述，通过SDP进行UP头压缩能力的协商。例如：a＝fmtp：<format>UPC＝yes表示支持UP头压缩能力；a＝fmtp：<format>UPC＝no表示不支持UP头压缩能力。
以下对本发明采用的IP报文类型进行详细说明。
在本发明中，承载IP报文的协议栈中的链路层、IP层和UDP层都保持不变，在IP报文中封装了多个IP子报文，每个IP子报文中携带一个会话的一个内容，IP子报文中都有一个复用头，如图6所示。
在本发明中，对RTP头进行压缩，如果发送方和接收方都支持UP头压缩，还可以对UP头进行压缩。
在本发明中，IP报文的IP头格式与现有技术中的相同；UDP头与现有技术中的相同，即目的UDP端口号是一个固定的值，源UDP端口号的值无意义，可以为任意值；复用头包括复用标识、源标识、长度指示位和长度，其中，复用标识为接收该子报文的目的UDP端口号或对目的UDP端口号进行某种运算得到的值，源标识为发送该子报文的源UDP端口号或对源UDP端口号进行某种运算得到的值，长度指示位指示长度字段的字节数为1个字节还是2个字节，长度为IP子报文的长度；RTP头的压缩过程同现有技术的RTP头的压缩过程。
在本发明中，由于链路层已经对IP报文进行了CRC校验，可以保证承载在IP报文的数据的正确性，所以就不需要再在UP层进行CRC校验，所以本发明定义了一种UP头的类型，该类型的UP头不包括UP头的CRC校验和静荷的CRC校验，如图14所示，其中，在检测部分，没有进行CRC检测。
如果只对IP报文的报文头进行压缩，节省的带宽并不明显，所以一般都是在复用的基础上再进行IP报文头的压缩。下面举两个例子，定义两种IP报文格式，一种是只复用的IP报文；另一种为在复用的基础上对IP报文进行报文头的压缩，如图15和图16所示。在实际应用中，基于复用技术和各种IP报文头压缩技术，还可以设置各种IP报文格式。
在图16中，这个IP报文只进行了复用，不进行RTP头的压缩，RTP头保持不变。在每个被复用的IP子报文前都有一个复用头，复用头的内容包括长度字段指示(L)、复用标识(MUXID)、源标识(SourceID)和复用报文的长度(Length)。其中，L指示Length的字节数，当取0时表示Length为1个字节，标识IP子报文的最大长度为255字节，当L取1时表示Length为2个字节，标识IP子报文的最大长度为65535字节；MUXID，可以使用目的UDP端口号除以2表示；SourceID，可以使用源UDP端口号或源UDP端口号除以2表示，接收方使用其进行IP子报文的合法性检查；Length，可以用1个字节或2个字节标识IP子报文的长度。
在图17中，这个IP报文不仅进行了复用而且进行了RTP头的压缩。在每个被复用的IP子报文前都有一个复用头和压缩的RTP头，复用头的包括L、MUXID、SourceID、Length；压缩的RTP头包括P、M、Payload Type、Time Stamp和Sequence Number。其中，L指示Length的字节数，当取0时表示Length为1个字节，标识IP子报文的最大长度为255字节，当L取1时表示Length为2个字节，标识IP子报文的最大长度为65535字节；MUXID，可以使用目的UDP端口号除以2表示；SourceID，可以使用源UDP端口号或源UDP端口号除以2表示，接收方使用其进行IP子报文的合法性检查；Length，可以用1个字节或2个字节标识IP子报文的长度；P，与标准RTP头中的用法一致，如果IP子报文中有附加的填充字节，设置该标志；M，与标准RTP头中的用法一致，由会话规定其含义，用于在IP报文中建立划分不同数据的边界；Payload Type，与标准RTP头中的用法一致；SequenceNumber：与标准RTP头中的用法一致，压缩后长度从16比特缩减至8比特；Time Stamp，与标准RTP头中的用法一致，压缩后长度从32比特缩减至16比特。RTP头的压缩方式可以采用图6所示的过程。
本发明提供的方法对IP报文进行复用、RTP头的压缩以及所承载数据的压缩，节省了通信系统中IP承载网的网络带宽和资源，提高了通信系统中的处理设备处理IP报文的处理效率；本发明提供的方法通过在IP报文的每个IP子报文的复用头都携带源表示，使得接收方可以据此判断IP报文的合法性，提高了通信系统的可靠性和安全性；本发明提供的方法在进行带宽节省能力协商过程中，一次可以携带多个带宽节省能力，提高了协商成功率；本发明提供的方法在进行带宽节省能力协商时，可以采用H.248协议、IPBCP以及SIP，从而使协商方法可以应用于WCDMA电路域非隧道情况和固定软交换网络。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种网际协议IP报文传输的方法，其特征在于，该方法包括IP报文的带宽节省能力协商过程和IP报文的传输过程，其中，IP报文的带宽节省能力协商过程为：
A、发送方将自身支持的一个以上带宽节省能力发送给接收方；
B、接收方根据自身支持的带宽节省能力从发送方发送的一个以上带宽节省能力中选择一个带宽节省能力，发送给发送方；
C、发送方根据接收到的接收方选择的带宽节省能力确定传输数据所采用的IP报文类型；
IP报文的传输过程为：
D、发送方采用所确定的IP报文类型构造承载传输数据的IP报文后，将IP报文发送给接收方，该IP报文为复用后的IP报文，包括至少一个具有复用头的IP子报文，其中，IP子报文的复用头设置有标识发送方信息的源标识、或/和标识指示IP子报文长度所使用字节数的标识和标识IP子报文长度的标识，所述标识发送方信息的源标识为IP子报文所属会话的源用户数据报协议UDP端口号或源UDP端口号除以2。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，设置带宽节省能力与IP报文类型的映射关系，步骤C所述确定传输数据所采用的IP报文类型的过程为：
根据映射关系确定接收到的接收方选择的带宽节省能力对应的IP报文类型，将确定的IP报文类型作为传输数据所采用的IP报文类型。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，发送方发送的一个以上带宽节省能力中具有多个接收方支持的带宽节省能力时，步骤B所述接收方在选择一个带宽节省能力还根据最节省带宽节省能力策略。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述的一个以上带宽节省能力为带宽节省能力集。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述的一个以上带宽节省能力携带在用户面协议UP初始化请求消息的UP扩展字段中发送；
步骤B所述的接收方选择的一个带宽节省能力携带在UP初始化请求消息的应答消息中的UP扩展字段中发送。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A所述的一个以上带宽节省能力设置在会话描述协议SDP中，该具有一个以上带宽节省能力的SDP描述携带在会话初始化协议SIP消息、IP承载控制协议IPBCP消息或H.248协议消息中发送；
步骤B所述的接收方选择的一个带宽节省能力设置在SDP中，该具有接收方选择的一个带宽节省能力的SDP描述携带在SIP消息的应答消息、IPBCP消息的应答消息或H.248协议消息的应答消息中发送。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤D所述的IP报文包括UP数据报文，该UP数据报文包括压缩后的所传输的数据和UP头，该UP数据报文不进行所传输数据的循环冗余编码CRC校验和UP头的CRC校验。
8.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，步骤D所述的IP报文为压缩了实时传输协议RTP头的IP报文。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤D构造IP报文之前，还包括RTP头压缩能力的协商过程：
发送方将是否支持RTP头压缩能力的信息发送给接收方，接收方根据自身是否支持RTP头压缩能力和接收到的是否支持RTP头压缩能力的信息确定是否支持RTP头压缩：如果两者都支持，则接收方向发送方发送支持RTP头压缩能力信息，发送方对IP报文进行RTP头压缩；如果两者之中有任意一者不支持，则接收方向发送方发送不支持RTP头压缩能力信息，发送方不能对IP报文进行RTP头压缩。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述发送方发送的是否支持RTP头压缩能力的信息携带在UP初始化请求消息的UP扩展字段中发送；
所述接收方向发送方发送的不支持RTP头压缩能力信息或支持RTP头压缩能力信息携带在UP初始化请求消息的应答消息中的UP扩展字段中发送。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述发送方发送的是否支持RTP头压缩能力的信息设置在SDP中，该具有是否支持RTP头压缩能力的信息的SDP描述携带在SIP消息、IPBCP消息或H.248协议消息中发送；
所述接收方向发送方发送的不支持RTP头压缩能力信息或支持RTP头压缩能力信息设置在SDP中，该具有不支持RTP头压缩能力信息或支持RTP头压缩能力信息的SDP描述携带在SIP消息的应答消息、IPBCP消息的应答消息或H.248协议消息的应答消息中发送。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤D之后，该方法还包括：
接收方接收到发送方发送的IP报文后，采用所选择带宽节省能力对应的IP报文类型对该IP报文中的各个IP子报文进行解析，得到所传输的数据。
13.一种节省网络带宽的方法，其特征在于，该方法包括：
发送方将要传输的数据承载在IP报文中发送给接收方，该IP报文为复用后的IP报文，包括至少一个具有复用头的IP子报文，其中，IP子报文的复用头设置有标识发送方信息的源标识、或/和标识指示IP子报文长度所使用字节数的标识和标识IP子报文长度的标识，所述标识发送方信息的源标识为IP子报文所属会话的源用户数据报协议UDP端口号或源UDP端口号除以2。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述IP报文包括UP数据报文，该UP数据报文包括压缩后的所传输数据和UP头，该UP数据报文不进行所传输数据的CRC校验和UP头的CRC校验。
15.如权利要求13或14所述的方法，其特征在于，所述IP报文为压缩了RTP头的IP报文。
16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在发送IP报文之前，还包括RTP头压缩能力的协商过程：
发送方将是否支持RTP头压缩能力的信息发送给接收方，接收方根据自身是否支持RTP头压缩能力和接收到的是否支持RTP头压缩能力的信息确定是否支持RTP头压缩：如果两者都支持，则接收方向发送方发送支持RTP头压缩能力信息，发送方对IP报文进行RTP头压缩；如果两者之中有任意一者不支持，则接收方向发送方发送不支持RTP头压缩能力信息，发送方不能对IP报文进行RTP头压缩。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述发送方发送的是否支持RTP头压缩能力的信息携带在UP初始化请求消息的UP扩展字段中发送；
所述接收方向发送方发送的不支持RTP头压缩能力信息或支持RTP头压缩能力信息携带在UP初始化请求消息的应答消息中的UP扩展字段中发送。
18.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述发送方发送的是否支持RTP头压缩能力的信息设置在SDP中，该具有是否支持RTP头压缩能力的信息的SDP描述携带在SIP消息、IPBCP消息或H.248协议消息中发送；
所述接收方向发送方发送的不支持RTP头压缩能力信息或支持RTP头压缩能力信息设置在SDP中，该具有不支持RTP头压缩能力信息或支持RTP头压缩能力信息的SDP描述携带在SIP消息的应答消息、IPBCP消息的应答消息或H.248协议消息的应答消息中发送。
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