CN1392712A - 分组发送接收装置和分组传输方法 - Google Patents

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Abstract

SN检查部检查部(101)以分组为单位对发送数据进行SN监视，比较发送对象的分组的SN和作为前一个发送对象的分组的SN，将比较结果和发送数据输出到CID选择部(102)。CID选择部(102)根据从SN检查部(101)输出的比较结果来选择CID，附加在发送数据上，并输出到首标压缩部(104)。CRC比特计算部(103)根据首标信息计算CRC比特。首标压缩部(104)根据比较结果和发送分组存储部(105)中存储的分组信息来决定首标的压缩形式，对包含SN和CRC比特的首标进行压缩，与发送数据一起输出到发送部(106)。发送分组存储部(105)存储发送过的分组。

Description

分组发送接收装置和分组传输方法
                       技术领域
本发明涉及分组发送接收装置和分组传输方法，特别涉及适合用于无线通信的分组发送接收装置和分组传输方法。
                      背景技术
目前，作为因特网中用于分组传输所使用的代表性的协议(通信步骤)，有RTP(Real-time Transport Protocol；实时传输协议)、UDP(User DataProtocol；用户数据协议)、IP(Internet Protocol；因特网协议)，在分组传输中，一般将这些协议组合使用。此外，这些协议通过IETF(Internet EngineeringTask Force；因特网工程任务队)进行标准化。
在上述各协议中，将以下所示的信息作为首标附加在发送数据中而生成分组。即，首先，在RTP中，将表示数据的顺序的序列号(以下按照需要省略为‘SN’)、以及作为时间信息的时戳(以下按照需要省略为‘TS’)等附加在数据中而生成RTP分组。
接着，在UDP中，将接收端的端口号附加在RTP分组上来生成UDP分组。接着，在IP中，将接收端的因特网上的地址(IP地址)附加在UDP分组上来生成IP分组。然后，将该IP分组发送到接收端。
在通过这些RTP、UDP、IP附加的首标中，TS和SN是每次发送分组时变化的动态信息。此外，其他的信息是一旦通信开始后就不改变的静态(static)信息。
这样的首标被赋予在每个协议中，所以在按多个协议来进行通信的情况下，首标部分会变长，分组的传输效率恶化。因此，作为通过压缩发送首标来提高分组的传输效率的技术，有首标压缩技术。
关于RTP、UDP和IP中附加的各首标的压缩方法，由IETF规定为RFC(Request For Comments；请求注解)2508。RFC2508中规定的首标压缩方法主要是面向因特网等的有线分组传输而规定的方法。
相反，作为在主要面向携带电话网等无线分组传输上目前IETF提出的首标压缩方法，有ROHC(RObust Header Compression；健全首标压缩)。这种方法是一种首标压缩方法，其特征在于，在无线区间中，与有线区间相比，考虑到分组传输中的差错率升高的倾向，对传输中产生的差错具有高抗性。
此外，在无线区间中，与有线区间相比，可使用的频带窄，所以在ROHC中，与RFC2508中规定的首标压缩方法相比，进一步提高首标的压缩率。再有，ROHC被规定作为RFC3095。
在该ROHC中，如图1(A)、(B)所示，存在两种首标，分别被称为非压缩(IR)分组、压缩(SO)分组。在图1(A)所示的IR分组的首标中，包含通信中不变的参数(如IP地址和端口号等静态信息)、通信中变化的参数(SN、TS等)、以及在接收端对首标进行复原时检查是否可以正确复原的CRC(Cyclic Redundancy Check；循环冗余校验)比特。
这些静态信息、TS、及SN大多每隔规定的间隔被发送。图1(B)所示的压缩分组不包含IP地址、端口号、TS、及ΔTS(TS增加量)，而包含压缩序列号(以下按照需要省略为SN’)和CRC比特。该SN’在原来16比特的SN中仅用低位的几比特来表示。
在ROHC中，具体地进行如下述的首标压缩。即，包含IP地址和端口号等的不压缩首标按规定的间隔来发送，而不以每个传输单位来发送。此外，在SN的增加量和TS的增加量之间有一定规则性的情况下，仅发送SN，在接收端根据SN的增加量来计算TS的增加量。
进而，在SN中，通过SO分组仅发送低位的几比特，仅在发生进位时发送所有的SN的比特。这种情况下，在发送端中，参照被称为上下文(context)的参照信息来进行首标的压缩，在接收端中，参照与发送端使用的上下文相同的上下文来进行首标的复原。这种情况下，参照信息指上次发送的首标信息。
在发送这里说明的非压缩分组及压缩分组的情况下，将用于识别以分组方式发送的数据的种类的上下文识别符CID(Context Identifier)附加在分组的开头。
通过将该CID附加在分组中并发送，在接收端参照附加于分组的CID，将具有相同CID的分组作为相同媒质的分组，将具有不同CID的分组识别为不同媒质的分组，能够以不同媒质区别分组，并可以用一条线路来发送多个媒质的数据。
例如，作为流动数据，在用一条线路发送声音和活动图像这两种媒质的数据的情况下，声音数据和活动图像数据具有各自的上下文，在各自的每个数据流动中附加不同的CID来发送。
图2是表示CID一例的图。在图2中，发送的RTP分组在视频和音频这样的不同媒质的种类中具有各自的上下文。即，传送数据时使用的静态信息和动态信息在视频数据和音频数据中有所不同。
这里，静态的信息是传送某个数据的情况下不变的信息，具体地说，有发送源IP地址、目的地IP地址、发送源端口号、目的地端口号等。此外，静态信息是在传送某个数据情况下每个分组中不同的信息，具体地说，有分组的SN等。
图2是将视频和音频的两种不同媒质的数据从不同的发送源IP地址发送到相同IP地址的实例。这里，视频数据的发送源的IP地址是‘133.0.0.1’，音频数据的发送源的IP地址是‘133.0.1.127’，发送源IP地址有所不同。而且，视频数据、音频数据的目的地IP地址都是‘133.100.100.100’。
发送源端口号有所不同，视频数据为‘56’，音频数据为‘60’。而且，发送目的地端口号有所不同，视频数据为‘120’，音频数据为‘122’。
这里，视频数据和音频数据分别分成多个分组来发送。而且，在各个分组中设定SN并表示分组的顺序。而且，SN对每个CID分配不同的号。
例如，CID＝‘2’的视频数据设定SN＝‘1’、‘2’、‘3’、‘4’、...，而CID＝‘5’的视频数据设定SN＝‘64’、‘65’、‘66’、‘67’、...。
下面说明将设定的CID附加在分组中的实例。图3(A)和图3(B)是表示分组结构一例的示意图。在图3(A)和图3(B)中，在横方向上表示分组每1字节的各比特的内容，在纵方向上以1字节来表现分组。
在分组的开头中，无论压缩分组、非压缩分组，都附加包含CID的1字节的首标。图3(A)是在1字节的首标中包含4比特的CID情况下的配置的一例。在图3(A)中，在1字节首标中低位比特成为存储CID的CID字段。例如，在CID＝‘5’的情况下，将‘5’二进制化所得的‘0101’存储在CID字段中。图3(B)表示CID＝‘5’情况下的分组的实例。而且，在第2字段以后存储分组。存储的分组可以是压缩分组或非压缩分组。
下面，说明压缩分组的结构。图4(A)、图4(B)、及图4(C)是表示一例压缩分组的首标结构的示意图。在图4(A)、图4(B)、及图4(C)中，在横方向上表示分组每1字节的各比特的内容，在纵方向上以1字节单位表现分组。
图4(A)是表示一例UOR-0分组的结构的示意图。在图4(A)中，在1字节的分组的0比特中存储‘0’，在1比特至4比特中存储SN，在从5比特至7比特中存储CRC。
图4(B)是表示一例UOR-2分组的结构的示意图。在图4(B)中，在第1字节的分组的0比特至2比特中存储‘110’，在第1字节的3比特至第2字节的0比特中存储TS，在第2字节的2比特中存储M，在第2字节的2比特至7比特中存贮SN，在第3字节的0比特中存储‘0’，在第3字节的1比特至7比特中存储CRC。
图4(C)是表示一例扩展UOR-2分组的结构的示意图。在图4(C)中，在第1字节的分组的0比特至2比特中存储‘110’，在第1字节的3比特至第2字节的0比特中存储TS，在第2字节的2比特中存储M，在第2字节的2比特至7比特中存贮SN，在第3字节的0比特中存储‘1’，在第3字节的1比特至7比特中存储CRC。
如图4(A)、图4(B)、及图4(C)所示，在压缩分组中，因分组的形式而使SN的尺寸有所不同，可表现的SN的范围也不同。因此，可表现的SN在小分组的形式中，不发送SN而仅发送SN’。
下面，说明使用压缩分组情况下的通信。图5是表示一例压缩分组通信中的交换的时序图。
以下，用图5说明将分组压缩后发送的压缩端和接收并复原压缩过的分组的复原端之间的通信交换。
最初，在发送SN＝50的分组，接着发送SN＝51的分组情况下，要发送的分组用前一个分组的SN增加1所得的SN来发送，所以可以使用SN的尺寸为4比特的UO-0来压缩。
同样，在发送SN＝51的分组之后，接着发送SN＝52的分组情况下，要发送的分组用前一个分组的SN增加1所得的SN来发送，所以可以使用SN的尺寸为4比特的UO-0来压缩。
接着，在发送SN＝52的分组后发送SN＝3的分组情况下，要发送的分组用前一个分组的SN减少49所得的SN来发送，所以在SN的尺寸为4比特的UO-0中不能表现SN的变化。因此，使用扩展UOR-2进行压缩、发送。
接着，在发送SN＝3的分组后发送SN＝53的分组情况下，要发送的分组用前一个分组的SN加上50所得的SN来发送，所以在SN的尺寸为4比特的UO-0中不能表现SN的变化。因此，使用扩展UOR-2进行压缩、发送。
于是，根据SN的变化幅度来选择可表现的首标压缩方式，缩小首标的尺寸。
这里，说明用于首标压缩的UOR-0、UOR-2、及扩展UOR-2可表现的SN的范围。
在对SN＝v(v是任意的正整数)的分组进行压缩的情况下，在ROHC中，将v规定为在式(1)所示的函数f的范围内。
f(v_ref，k)＝[v_ref-p，v_ref+(2k-1)-p]    ...(1)
这里，v_ref表示前一个发送过的分组的SN。此外，在SN为4以下的情况下，P变为1，而在SN比4大的情况下，P变为1，将表现SN的比特数作为bits(SN)，以2bits(SN)-1表示。
因此，在UO-0中，SN以4比特表示，所以需要v在式(2)的范围内。
f(v_ref，4)＝[v_ref-1，v_ref+14]               ...(2)
此外，在UO-2中，SN以6比特表示，所以需要v在式(3)的范围内。
f(v_ref，6)＝[v_ref-1，v_ref+62]               ...(3)
此外，在扩展UO-2中，SN以14比特表示，所以需要v在式(4)的范围内。
f(v_ref，14)＝[v_ref-511，v_ref+(214-1)-511]    ...(4)
但是，在现有的装置中，在分组的顺序交替，SN的值不单调增加地减少，或以大的值增加的情况下，使用SN的可表现范围大的分组形式来发送。其结果，在SN上需要用大的区域的分组形式来传输数据，存在压缩效率差的问题。
                         发明内容
本发明的目的在于提供一种分组发送接收装置和分组传输方法，可以进行压缩效率高的数据传输。
该目的如下实现：在将数据分割成多个分组来传输的分组通信中，在发送端，将表示分割后的分组的顺序的序列号在可压缩的范围内分配到多个上下文中，按上下文单位进行压缩发送，在接收端，按上下文单位来复原压缩过的序列号。
                        附图说明
通过下面结合示例性地示出一例的附图所进行的描述，本发明的上述内容和其他目的及特点将会变得更加清楚，其中：
图1(A)是表示一例分组结构的示意图；
图1(B)是表示一例分组结构的示意图；
图2是表示一例CID的图；
图3(A)是表示一例分组结构的示意图；
图3(B)是表示一例分组结构的示意图；
图4(A)是表示一例UOR-0分组结构的示意图；
图4(B)是表示一例UOR-2分组结构的示意图；
图4(C)是表示一例扩展UOR-2分组结构的示意图；
图5是表示一例压缩分组通信中的交换的时序图；
图6是表示本发明一实施例的分组发送接收装置的结构方框图；
图7是表示上述实施例的分组发送接收装置的一例工作情况的流程图；
图8是表示本发明一实施例的分组发送接收装置的一例工作情况的流程图；
图9是表示上述实施例的分组发送接收装置的一例工作情况的流程图；及
图10是表示上述实施例的分组发送接收装置中的一例通信交换的时序图。
                           具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施例。
(实施例1)
首先，说明发送端。图6是表示本发明一实施例的分组发送接收装置的结构方框图。
在图6中，分组发送接收装置100主要由SN检查部101、CID选择部102、CRC比特计算部103、首标压缩部104、发送分组存储部105、发送部106、以及天线107构成。
SN检查部101按分组单位对发送数据进行SN监视，比较发送对象的SN和前一个发送对象的分组的SN。然后，将比较结果和发送数据(分组)输出到CID选择部102。
CID选择部102根据从SN检查部101输出的比较结果来选择CID并附加在发送数据(分组)中，输出到首标压缩部104。具体地说，CID选择部102在一个数据流(媒质)中选择多个CID，在前一个已发送的分组和要发送的分组的SN变化量不能用压缩首标表现的情况下，附加与前一个分组不同的CID。
例如，对于图像数据，使用CID＝2和CID＝5，对于话音数据，选择CID＝3和CID＝6并附加在发送数据中。有关附加的CID将后述。
此外，CID选择部102将分配给一个数据流的CID的信息通过首标压缩部104输出到发送部106，发送到通信对方。发送该CID信息的定时没有特别限定，可以在发送数据之前预先发送，也可以在一个数据流使用多个CID时发送。
CRC比特计算部103根据发送数据中包含的首标信息来计算CRC比特，并输出到首标压缩部104。
首标压缩部104根据从SN检查部101输出的比较结果和后述的发送分组存储部105中存储的分组信息来决定首标的压缩形式，对包含SN和CRC比特的首标进行压缩，与发送数据一起输出到发送部106。此外，首标压缩部104将要发送的分组输出到发送分组存储部105。
发送分组存储部105存储发送过的分组。具体地说，发送分组存储部105存储前一个已发送的分组。
发送部106对要发送的分组进行D/A变换、编码、调制、及变频到无线频率，通过天线107进行发送。天线107将从发送部106输出的信号作为无线信号来发送。
下面，说明本实施例的分组发送接收装置100的工作情况。图7是表示本实施例的分组发送接收装置的一例工作情况的流程图。
在步骤(以下称为‘ST)201中，SN检查部101判断发送对象的分组的SN是否小于前一个已发送的分组的SN。在发送对象的分组的SN小于前一个已发送的分组的SN情况下，进至ST202。而在发送对象的分组的SN大于前一个已发送的分组的SN情况下，进至ST205。
在ST202中，CID选择部102选择与前一个已发送的分组不同的CID。在ST203中，首标压缩部104形成扩展首标。例如，以扩展UOR-2形式形成首标。在ST204中，发送部106将分组变换成无线信号来发送。
在ST205中，SN检查部101判断从发送对象的分组的SN中减去前一个已发送的分组的SN所得的结果是否在规定的值以上。这里，规定的值表示能够以压缩首标表现的SN的范围等。在从发送对象的分组的SN中减去前一个已发送的分组的SN所得的结果是规定的值以上的情况下，进至ST206。而在从发送对象的分组的SN中减去前一个已发送的分组的SN所得的结果不在规定的值以上的情况下，进至ST207。
在ST206中，CID选择部102从发送对象的分组的SN中选择与过去发送的分组中SN的值在规定的值以内范围的分组相同的CID，并进至ST208。这里，规定的值表示用压缩首标能够表现的SN的范围。
在ST207中，CID选择部102选择与前一个已发送的分组相同的CID。在ST208中，首标压缩部104形成压缩首标。例如，按UOR-0形式形成首标，进至ST204。
下面，说明接收端。图8是表示本发明一实施例的分组发送接收装置的结构方框图。
图8的分组发送接收装置300主要由天线301、接收部302、提取部303、CID识别部304、复原部305-1～305-3、CID信息存储部306、以及合成部307构成。
天线301接收无线信号并输出到接收部302。接收部302对通过天线301接收的信号实施变频、解调、解码处理、及A/D变换，将得到的接收分组输出到提取部303。
提取部303在接收分组中提取对每个数据流分配的多个CID信息并输出到CID信息存储部306。
CID识别部304从接收分组中提取CID，将CID和接收分组输出到复原部305-1～305-3。
复原部305-1～305-3对每个CID分别独立地复原接收分组的SN。然后，复原部305-1～305-3按复原后的SN的顺序重新排列分组并输出到合成部307。
CID信息存储部306将相同数据流使用的CID信息组合存储，将存储的CID组合信息输出到合成部307。
合成部307在相同数据流使用的多个CID的接收分组之间按SN号顺序重新排列接收分组，复原接收数据。
以下，说明复原部305-1～305-3的内部结构。复原部305-1～305-3主要分别由首标复原部311、CRC部312、上下文更新部313、以及缓冲器314构成。
首标复原部311参照后述的缓冲器314中保存的参照信息(上下文信息)来复原接收分组的首标。首标复原部311对从CID识别部304中输出的每个CID独立进行SN的复原，并进行首标的复原。SN复原后的分组可以根据与CID无关的顺序重新排列。
CRC部312使用接收分组中包含的CRC来进行差错检测和纠错。此外，CRC部3 12在接收分组中未检测出差错的情况下，将接收信号的首标信息输出到上下文更新部313，请求更新上下文信息。然后，CRC部312在接收分组中未检测出差错的情况下，将接收分组与首标信息一起输出到合成部307。
上下文更新部313在从CRC部312请求更新上下文的情况下，将从CRC部312输出的首标信息输出到缓冲器314，并对缓冲器314中存储的上下文进行更新。
缓冲器314存储从上下文更新部313输出的首标信息。此外，缓冲器314按照来自上下文更新部313的上下文请求，将存储的上下文用从上下文更新部313输出的首标信息来更新并存储。
下面，说明本实施例的分组发送接收装置300的工作情况。图9是表示本实施例的分组发送接收装置的一例工作情况的流程图。
在ST401中，接收部302接收按分组单位发送的无线信号。在ST402中，CIE识别部304判断接收到的分组的CID是否与前一个接收到的分组的CID相同。在接收到的分组的CID与前一个接收到的分组的CID不同的情况下，进至ST402。而在接收到的分组的CID与前一个接收到的分组的CID相同的情况下，进至ST403。
在ST402中，首标复原部311参照与接收到的分组相同的CID的分组，来计算SN。在ST403中，首标复原部311将首标复原。
在ST404中，合成部307在使用相同数据流的多个CID的接收分组之间按SN号顺序重新排列接收分组，对接收分组进行复原。
下面，说明使用本实施例的分组发送接收装置进行的通信交换。图10是表示本实施例的分组发送接收装置中的一例通信交换的时序图。
在图10中，说明从分组发送接收装置100向分组发送接收装置300发送分组的交换。
最初，在发送CID＝2、SN＝50的分组，接着发送SN＝51的分组情况下，要发送的分组用前一个分组的SN增加1所得的SN来发送，可以使用SN的尺寸为4比特的UO-0进行压缩，所以使用CID＝2来压缩、发送SN＝51的分组。
同样，在发送CID＝2、SN＝51的分组，接着发送SN＝52的分组情况下，要发送的分组用前一个分组的SN增加1所得的SN来发送，所以可以使用SN的尺寸为4比特的UO-0，在CID＝2中进行压缩。
接着，在发送CID＝2、SN＝52的分组，随后发送SN＝3的分组情况下，要发送的分组用前一个分组的SN减少49所得的SN来发送，在SN的尺寸为4比特的UO-0中不能表现SN的变化，所以使用扩展UOR-2进行压缩、发送。
接着，在发送CID＝5、SN＝3的分组，随后发送SN＝53的分组情况下，要发送的分组用前一个分组的SN加上50所得的SN来发送。这里，分组发送接收装置100参照过去发送的分组的CID，发送用UOR-0表现按与要发送的分组相同的CID发送的分组的CID＝2、SN＝52的增量1的压缩分组。
于是，根据本实施例的分组发送接收装置，通过在发送端，将表示分割后的分组的顺序的序列号按识别数据流的上下文单位进行压缩发送，在接收端，按上下文单位复原压缩过的序列号，从而可以进行压缩效率高的数据传输。
再有，本发明不限于上述实施例，可以进行各种变更来实施。例如，在上述实施例中，说明了将分组传输作为分组接收装置和分组发送装置来进行的情况，但并不限于此，也可以将该分组传输作为软件来执行。
例如，也可以将进行上述分组传输的程序预先存储在ROM(Read OnlyMemory；只读存储器)中，由CPU(Central Processor Unit；中央处理单元)使该程序动作。
此外，也可以将进行上述分组传输的程序存储在计算机可读取的存储媒体中，将存储媒体中存储的程序记录在计算机的RAM(Random Accessmemory；随机存取存储器)中，根据该程序使计算机进行工作。
在这样的情况下，也呈现与上述实施例同样的作用和效果。
本发明的分组接收装置和与该分组接收装置进行无线通信的分组发送装置可以应用于数字无线通信系统中使用的通信终端装置或基站装置，例如进行话音通信和图像通信的通信终端装置、进行话音通信和图像通信的通信中继装置等。
从以上说明可知，根据本发明的分组发送接收装置和分组传输方法，通过在发送端将表示分割后的分组的顺序的序列号按上下文单位来压缩发送，在接收端按可压缩的范围来分配多个上下文、复原按上下文单位压缩过的序列号，可以进行压缩效率高的数据传输。
本发明不限于上述实施例，在不脱离本发明范围的情况下，可以进行各种变形和修改。
本说明书基于2001年6月19日申请的(日本)特愿2001-184794。其内容全部包含于此。
本发明适用于无线通信装置。

Claims (7)

1.一种分组发送装置，包括：CID选择部件，对一个数据流设定多个上下文；首标压缩部件，以识别数据流的上下文单位来压缩表示分组顺序的序列号；以及发送部件，以分组单位来发送按所述上下文单位压缩过的序列号和数据。
2.如权利要求1所述的分组发送装置，其特征在于，包括对要发送的分组的序列号和前一个已发送的分组的序列号的大小进行比较的SN检查部件，在要发送的分组的序列号从前一个发送过的分组的序列号起超过并改变规定的范围时，CID选择部件选择与前一个发送的分组不同的上下文识别号，首标压缩部件按所述上下文识别号单位来压缩序列号。
3.如权利要求2所述的分组发送装置，其特征在于，CID选择部件在要发送的分组的序列号比前一个已发送的分组的序列号小的情况下，选择与前一个已发送的分组不同的上下文识别号。
4.一种分组接收装置，其特征在于，包括：接收部件，按分组单位接收表示分组顺序的序列号和数据；首标复原部件，复原按识别数据流的上下文单位压缩过的序列号；以及合成部件，按照以数据流单位复原的序列号顺序来重新排列分组并合成数据。
5.一种分组传输程序，其特征在于，包括：压缩步骤，压缩以识别数据流的上下文单位表示分组顺序的序列号；以及发送步骤，以分组单位来发送压缩过的序列号和数据。
6.一种分组传输程序，其特征在于，包括：接收步骤，按分组单位来接收表示分组顺序的序列号和数据；复原步骤，复原按识别数据流的上下文单位压缩过的序列号；以及合成步骤，按以数据流单位复原后的序列号顺序重新排列分组并合成数据。
7.一种分组传输方法，用于将数据分割成多个分组来传输的分组通信，其中，在发送端，压缩并发送以识别数据流的上下文单位分割的表示分组的顺序的序列号，在接收端，以上下文单位复原被压缩过的序列号，以按数据流单位复原的序列号顺序重新排列分组并合成数据。
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