CN101146025B - 压缩实时传输协议的报文传输方法和系统以及压缩端单元 - Google Patents

Abstract

本发明公开了压缩实时传输协议的报文传输方法，其基本思路是压缩端在发送完整报文头报文后，紧接着发送一个携带当前所有标志参数的增量值信息的压缩报文，解压端接收到该压缩报文后，通过该增量值信息更新解压关联信息。相应的，本发明还公开了压缩实时传输协议的报文传输的系统和压缩端单元。本技术方案解决了在携带增量值的压缩包丢失后，解压端仍然能建立正确的解压关联信息，实现报文恢复的问题。

Description

压缩实时传输协议的报文传输方法和系统以及压缩端单元

技术领域

本发明涉及压缩实时传输协议的报文传输技术，尤其涉及压缩实时传输协议报文的传输方法和系统以及压缩端单元。

背景技术

随着RTP(Real-time Transport Protocol实时传送协议)的广泛使用，人们对于利用RTP实现不同的网络音视频应用程序间互操作的兴趣也日益增长。然而，IPV4/UDP/RTP 40字节的头部对于负载而言开销实在太大，因而压缩技术应运而生，可通过CRTP(Compressed RTP，压缩实时传送协议)压缩来令IP/UDP/RTP包头变小，在不发送UDP校验和的情况下，可将大多数包的IP/UDP/RTP头压缩到2个字节，在带校验和时则压缩到4个字节，可以有效的提高带宽利用率。

现有技术，RFC 2508Compressing IP/UDP/RTP Headers for Low-SpeedSerial Links(低速串行链路下IP/UDP/RTP数据包头的压缩)的CRTP方案是建立在报文无任何乱序和可靠链路极少丢包的基础上，压缩端只在第一个压缩报文中置I(表示IP ID)、T(表示RTP时间戳)、S(表示RTP顺序号)标志并传输所有的增量值，只有当报文IP ID(互联网协议识别号)、RTP顺序号、RTP时间戳这三个标志参数的增量值发生变化时，才在COMPRESSED RTP报文中分别置相应发生增量变化的I、T、S标志并传输新的增量值，否则不会传输当前增量值。RFC2508中规定只有增量值发生变化时才会重新传输新的增量值，这种规定是建立在传输增量值的压缩包绝不会丢失的前提下的，显然这是不切实际的。

请参考图1，为现有技术压缩包发送实例图。RFC2508的FULL_HEADER(完整报文头报文)发送机制未作说明，默认应该采用RFC2507中规定的2的幂周期递增的方式慢启动周期发送FULL_HEADER。采用这种方式可以有效的保证关联中NOCHANGE域信息的正确性及缩短关联无效的时间，但是如果携带增量值的压缩包丢失还是会给解压带来的致命打击。请参考表1，为现有技术解压端报文恢复情况，其中，表中的报文类型F表示FULL_HEADER报文，C表示CRTP报文。以时戳(TS)增量为例，当携带新的TS增量值40的CRTP报文7丢失后，解压端请求压缩端重新以二的幂次周期发送FUL_HEADER，但是由于TS增量值未发生变化(还是40)，压缩端不会发送带TS增量值的压缩包，解压端仍然以ΔTS＝20来解压，所以导致后续压缩报文在解压时全部错误。

报文类型	F	C	F	C	C	F	C	C	F	C	F	C	C	F	C	C
																	到达顺序	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15

T位	NA	1	NA	0	0	NA	0	1	NA	0	NA	0	0	NA	0	0
																	ΔTS	NA	20	NA	NA	NA	NA	NA	40	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA	NA
恢复后TS	500	520	540	560	580	600	620	660	700	720	780	800	820	900	920	940
																	恢复正确？	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y	丢失	Y	N	Y	N	N	Y	N	N

表1

从上述现有技术的发送方案可以看出，只有在压缩端待发送报文的增量值发生变化时才会重新传输新的增量值，如果携带IP ID、RTP顺序号、RTP时间戳的增量值信息的压缩包发生丢包，即使压缩端重新传输FULL_HEADER报文也不能更新解压端的增量值信息，从而无法建立正确的解压关联信息，压缩端根据未更新的增量值进行解压，将导致后续压缩报文在解压时发生错误。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供压缩实时传输协议的报文发送方法和系统以及压缩端单元，以实现在携带增量值的压缩包丢失后，解压端能建立正确的解压关联信息。

为解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种压缩实时传输协议的报文传输方法，包括：压缩端发送完整报文头报文；压缩端发送压缩报文，发送的第一个压缩报文携带标志参数的增量值信息；解压端在接收到压缩报文后，进行报文恢复。

优选的，压缩端在发送第一个压缩报文后，判断标志参数的增量值是否发生变化，如果是，发送携带变化标志参数的增量值信息的压缩报文。

优选的，压缩端发送的报文携带链接序列号信息；解压端在进行报文恢复后，判断所述报文的链接序列号是否连续，如果否，则反馈内容重发报文。

优选的，所述发送完整报文头报文为周期发送完整报文头报文。

优选的，所述周期发送完整报文头报文为以2的幂周期递增方式发送完整报文头报文。

优选的，所述完整报文头报文进一步携带压缩关联信息，所述压缩报文进一步携带内容识别号信息；所述进行报文恢复为根据压缩关联信息、内容识别号信息和增量值信息进行报文恢复。

优选的，所述标志参数包括：互联网协议识别号、实时传输协议顺序号和实时传输协议时间戳。

优选的，所述标志参数为以下3个参数的其中一个或它们的任意组合：互联网协议识别号、实时传输协议顺序号和实时传输协议时间戳。

一种压缩实时传输协议的报文传输系统，包括压缩端单元和解压端单元；所述压缩端单元包括报文处理单元、增量值获取单元、报文压缩单元和报文发送单元；所述解压端单元包括报文接收单元和报文恢复单元；报文处理单元，用于向所述报文发送单元发送完整报文头报文；向所述报文压缩单元发送待压缩报文；增量值获取单元，用于获取第一个待压缩报文的当前标志参数增量值信息，向所述报文压缩单元发送所述标志参数增量值信息；报文压缩单元，用于压缩待发送的报文；收到待压缩报文的标志参数增量值信息后，将该信息增加到压缩报文；将压缩报文发送到所述报文发送单元；报文发送单元，用于将所述报文处理单元发送来的完整报文头报文和所述报文压缩单元发送来的压缩报文发送到所述解压端单元；报文接收单元，用于接收所述压缩端单元发送来的报文，将该报文发送到所述报文恢复单元；报文恢复单元，用于将所述报文接收单元发送来的报文进行报文恢复。

优选的，所述解压端单元还包括报文反馈单元；所述压缩端单元还包括变化增量值获取单元：变化增量值获取单元，用于当所述报文处理单元发送第一个待压缩报文后，判断发送的待压缩报文的标志参数增量值是否发生变化，如果是，获取变化标志参数增量值信息，向报文压缩单元发送所述标志参数增量值信息；报文反馈单元，用于在进行报文恢复后，获取报文的链接序列号，判断所述链接序列号是否连续，如果否，则向所述压缩端单元反馈内容重发报文。

一种压缩端单元，包括报文处理单元、增量值获取单元、报文压缩单元和报文发送单元；解压端单元包括报文接收单元和报文恢复单元；报文处理单元，用于向所述报文发送单元发送完整报文头报文；向所述报文压缩单元发送待压缩报文；增量值获取单元，用于获取第一个待压缩报文的当前标志参数增量值信息，向所述报文压缩单元发送所述标志参数增量值信息；报文压缩单元，用于压缩待发送的报文；收到待压缩报文的标志参数增量值信息后，将该信息增加到压缩报文；将压缩报文发送到所述报文发送单元；报文发送单元，用于将所述报文处理单元发送来的完整报文头报文和所述报文压缩单元发送来的压缩报文发送到解压端单元。

优选的，还包括变化增量值获取单元：变化增量值获取单元，用于当所述报文处理单元发送第一个待压缩报文后，判断发送的待压缩报文的标志参数增量值是否发生变化，如果是，获取变化标志参数增量值信息，向报文压缩单元发送所述标志参数增量值信息。

从以上技术方案可以看出，在本发明中，压缩端发送完整报文头报文；在压缩端发送压缩报文，发送的第一个压缩报文携带标志参数的增量值信息；在接收到压缩报文之后，解压端进行报文恢复。本技术方案在发送完整报文头报文后紧接着发送一个携带当前标志参数的增量值信息的压缩报文，即使前一个携带增量值信息的压缩包发生丢失，解压端仍能根据更新的增量值信息，建立正确的解压关联信息，从而保证恢复数据的正确性，避免了因解压错误引起的音视频质量的恶化。

附图说明

图1为现有技术压缩包发送实例图；

图2为本发明方法流程图；

图3为本发明压缩包发送实例图；

图4为本发明的系统示意图。

具体实施方式

本发明提供压缩实时传输协议的报文传输方法和系统以及压缩端单元，其基本思路是压缩端在发送完整报文头报文后，紧接着发送一个携带当前所有标志参数的增量值信息的压缩报文，解压端接收到该压缩报文后，通过该增量值信息更新解压关联信息，即使携带增量值的压缩包发生丢失，解压端仍能建立正确的解压关联信息。

请参考图2，为本发明方法流程图，包括：

201.压缩端发送完整报文头报文；

202.压缩端发送压缩报文，发送的第一个压缩报文携带标志参数的增量值信息；

203.解压端在接收到压缩报文后，进行报文恢复。

为进一步理解本发明，以下通过具体实施方式对本技术方案进行详细的描述。

在一个报文流的生命期中报文头的很多字段都保持不变或者是增量变化的。对于RTP报文流，几乎报文头中所有字段都是不变的或增量变化的。CRTP压缩依赖于同一个报文流中的连续报文的恒定不变或者增量变化的部分。压缩的原则如下所述：

1.报文间相同的字段不用发送。

2.经常变化但变化很小并且/或者是可预见的值，比如RTP序号、RTP时戳可以做增量编码。这样这些字段占用的比特就大大减少了。

3.只有经常改变并且是随机改变的字段，比如UDP校验和，每次都需要发送。

CRTP压缩的基本原理就是需要时发送一个完整报文头(FULL_HEADER)报文；接下来发送压缩的头，这些压缩报文头是根据前面收到的完整报文头报文建立起来的关联来压缩的，其中可以包含对关联的增量值改变。

以下介绍本技术方案CRTP报文的传输过程，分别对压缩端和解压端进行说明。

A.在压缩端：

A1.首先发送一个FULL_HEADER报文，建立一个压缩关联信息，根据该关联信息压缩待发送的报文。

A2.本发明在FULL_HEADER报文之后发送的第一个压缩报文中携带所有标志参数的增量值，而不管是否发生了增量变化。

A3.判断FULL_HEADER报文发送周期是否到达，如果是，发送FULL_HEADER报文，继续步骤A2；否则继续步骤A4。可以理解的是，如果发送FULL_HEADER报文的周期内，只有一个压缩报文，则无需进入步骤A4。

A4.在发送其它压缩报文之前，判断是否发生增量值变化，如果是，则发送携带新的增量值的CRTP压缩报文；否则，发送没有携带增量值的CRTP压缩报文。继续步骤A3。

A5.如果接收到解压端发来的CONTEXT_STATE(内容重发)报文，说明可能出现了丢包情况，则重新发送FULL_HEADER报文。

B.在解压端：

B1.当接收到一个FULL_HEADER报文时，建立一个Context ID(内容识别号)到报文信息的关联索引。

B2.当接收到压缩报文时，如果该报文携带有增量值信息，则提取并存储该增量值信息。然后根据报文中携带的Context ID、保存的增量值和关联信息来恢复报文。

对本发明来说，在每个FULL_HEADER报文后，都会发送一个携带所有标志参数的增量值信息的压缩报文，每次接收到FULL_HEADER报文后，更新保存的增量值，从而避免了因携带增量值的压缩报文丢失而无法更新增量值的缺点。

B3.如果判断报文中的link Sequence(链接序列号)不连续，则认为有丢包发生，向压缩端发送CONTEXT_STATE报文，要求其发送FULL_HEADER报文。通过重发机制保证接收到的报文的正确性。

请参考图3，为本发明压缩包发送实例图。本实施例采用RFC2507中规定的2的幂周期递增的方式慢启动周期发送FULL_HEADER。在FULL_HEADER发送周期到达，并发送FULL_HEADER报文后的第一个压缩报文中携带当前所有的增量值，包括IP ID、RTP顺序号、RTP时间戳。这样可以让解压端周期性的更新增量值，从而避免出现携带增量值报文丢失而导致长期失步的情况。使用本发明的方法，如果在接收报文前携带增量值的报文发生丢失，在重发FULL_HEADER报文后，仍能建立正确的解压关联信息，以下对此举例说明。

请参考表2，为使用本方案的解压端报文恢复情况，其中，表中的报文类型F表示FULL_HEADER报文，C表示CRTP报文。以时间戳增量为例，当携带新的TS增量值40的CRTP报文7丢失后，对端请求本端重新以二的幂次周期间隔发送FULL_HEADER，紧随着FULL_HEADER报文8的压缩报文9，此时虽然TS增量值未发生变化(还是40)，报文9中依然携带了当前TS增量值40，压缩报文11、14同理，所以即使携带增量值的压缩报文丢失，仍然可以保持增量值始终是最新的。

报文类型	F	C	F	C	C	F	C	C	F	C	F	C	C	F	C	C
																	到达顺序	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
T位	NA	1	NA	1	0	NA	1	1	NA	1	NA	1	0	NA	1	0
																	ΔTS	NA	20	NA	20	NA	NA	20	40	NA	40	NA	40	NA	NA	40	NA
恢复后TS	500	520	540	560	580	600	620	660	700	740	780	820	860	900	940	980
																	恢复正确？	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y	丢失	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y	Y

表2

请参考图4，为本发明的系统示意图，一种压缩实时传输协议的报文传输系统，包括压缩端单元410和解压端单元420；

所述压缩端单元410包括报文处理单元411、增量值获取单元412、变化增量值获取单元414、报文压缩单元413和报文发送单元415；所述解压端单元420包括报文接收单元422、报文恢复单元421和报文反馈单元423；

报文处理单元411，用于向所述报文发送单元415发送完整报文头报文；向所述报文压缩单元413发送待压缩报文；

增量值获取单元412，用于获取第一个待压缩报文的当前标志参数增量值信息，向所述报文压缩单元413发送所述标志参数增量值信息；

变化增量值获取单元414，用于当所述报文处理单元411发送第一个待压缩报文后，判断发送的待压缩报文的标志参数增量值是否发生变化，如果是，获取变化标志参数增量值信息，向报文压缩单元414发送所述标志参数增量值信息；

报文压缩单元414，用于压缩待发送的报文；收到待压缩报文的标志参数增量值信息后，将该信息增加到压缩报文；将压缩报文发送到所述报文发送单元415；

报文发送单元415，用于将所述报文处理单元411发送来的完整报文头报文和所述报文压缩单元413发送来的压缩报文发送到所述解压端单元420；

报文接收单元422，用于接收所述压缩端单元410发送来的报文，将该报文发送到所述报文恢复单元421；

报文恢复单元421，用于将所述报文接收单元422发送来的报文进行报文恢复。

报文反馈单元423，用于在进行报文恢复后，获取报文的链接序列号，判断所述链接序列号是否连续，如果否，则向所述压缩端单元410反馈内容重发报文。

以下介绍该系统的工作过程：

在压缩端单元：报文处理单元411向所述报文发送单元415发送完整报文头报文；向所述报文压缩单元413发送待压缩报文。增量值获取单元412，获取第一个待压缩报文的当前标志参数增量值信息，向所述报文压缩单元413发送所述标志参数增量值信息。当所述报文处理单元411发送第一个待压缩报文后，变化增量值获取单元414判断发送的待压缩报文的标志参数增量值是否发生变化，如果是，获取变化标志参数增量值信息，向报文压缩单元414发送所述标志参数增量值信息。报文压缩单元414压缩待发送的报文；收到待压缩报文的标志参数增量值信息后，将该信息增加到压缩报文；将压缩报文发送到所述报文发送单元415。报文发送单元415将所述报文处理单元411发送来的完整报文头报文和所述报文压缩单元413发送来的压缩报文发送到所述解压端单元420。

在解压端单元420：报文接收单元422接收所述压缩端单元410发送来的报文，将该报文发送到所述报文恢复单元421。报文恢复单元421将所述报文接收单元422发送来的报文进行报文恢复。用于在进行报文恢复后，报文反馈单元423获取报文的链接序列号，判断所述链接序列号是否连续，如果否，则向所述压缩端单元410反馈内容重发报文。

以上对本发明所提供的压缩实时传输协议的报文传输方法和系统以及压缩端单元进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种压缩实时传输协议的报文传输方法，其特征在于，包括：

压缩端发送完整报文头报文；

压缩端发送压缩报文，发送的第一个压缩报文携带标志参数的增量值信息；压缩端在发送第一个压缩报文后，判断标志参数的增量值是否发生变化，如果是，发送携带变化标志参数的增量值信息的压缩报文；

解压端在接收到压缩报文后，进行报文恢复。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，压缩端发送的报文携带链接序列号信息；解压端在进行报文恢复后，判断所述报文的链接序列号是否连续，如果否，则反馈内容重发报文。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述发送完整报文头报文为周期发送完整报文头报文。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述周期发送完整报文头报文为以2的幂周期递增方式发送完整报文头报文。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述完整报文头报文进一步携带压缩关联信息，所述压缩报文进一步携带内容识别号信息；所述进行报文恢复为根据压缩关联信息、内容识别号信息和增量值信息进行报文恢复。

6.根据权利要求1～5其中之一所述的方法，其特征在于，所述标志参数包括：互联网协议识别号、实时传输协议顺序号和实时传输协议时间戳。

7.根据权利要求1～5其中之一所述的方法，其特征在于，所述标志参数为以下3个参数的其中一个或它们的任意组合：互联网协议识别号、实时传输协议顺序号和实时传输协议时间戳。

8.一种压缩实时传输协议的报文传输系统，其特征在于，包括压缩端单元和解压端单元；

所述压缩端单元包括报文处理单元、增量值获取单元、报文压缩单元和报文发送单元；所述解压端单元包括报文接收单元和报文恢复单元；

报文处理单元，用于向所述报文发送单元发送完整报文头报文；向所述报文压缩单元发送待压缩报文；

增量值获取单元，用于获取第一个待压缩报文的当前标志参数增量值信息，向所述报文压缩单元发送所述标志参数增量值信息；

报文压缩单元，用于压缩待发送的报文；收到待压缩报文的标志参数增量值信息后，将该信息增加到压缩报文；将压缩报文发送到所述报文发送单元；

报文发送单元，用于将所述报文处理单元发送来的完整报文头报文和所述报文压缩单元发送来的压缩报文发送到所述解压端单元；

报文接收单元，用于接收所述压缩端单元发送来的报文，将该报文发送到所述报文恢复单元；

报文恢复单元，用于将所述报文接收单元发送来的报文进行报文恢复；

其中，所述压缩端单元还包括变化增量值获取单元：

变化增量值获取单元，用于当所述报文处理单元发送第一个待压缩报文后，判断发送的待压缩报文的标志参数增量值是否发生变化，如果是，获取变化标志参数增量值信息，向报文压缩单元发送所述标志参数增量值信息。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述解压端单元还包括报文反馈单元；

报文反馈单元，用于在进行报文恢复后，获取报文的链接序列号，判断所述链接序列号是否连续，如果否，则向所述压缩端单元反馈内容重发报文。

10.一种压缩端单元，其特征在于，包括报文处理单元、增量值获取单元、报文压缩单元和报文发送单元；解压端单元包括报文接收单元和报文恢复单元；

报文处理单元，用于向所述报文发送单元发送完整报文头报文；向所述报文压缩单元发送待压缩报文；

增量值获取单元，用于获取第一个待压缩报文的当前标志参数增量值信息，向所述报文压缩单元发送所述标志参数增量值信息；

报文压缩单元，用于压缩待发送的报文；收到待压缩报文的标志参数增量值信息后，将该信息增加到压缩报文；将压缩报文发送到所述报文发送单元；

报文发送单元，用于将所述报文处理单元发送来的完整报文头报文和所述报文压缩单元发送来的压缩报文发送到解压端单元；

进一步的，还包括变化增量值获取单元：

变化增量值获取单元，用于当所述报文处理单元发送第一个待压缩报文后，判断发送的待压缩报文的标志参数增量值是否发生变化，如果是，获取变化标志参数增量值信息，向报文压缩单元发送所述标志参数增量值信息。

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