CN1600013B - 用于压缩分组首部的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种建立包含一个或多个压缩首部的方法和设备。接收呼叫建立信息。此后，接收呼叫数据，并使用该呼叫数据建立分组的数据部分。使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部。压缩一个或多个当前首部。然后，通过将一个或多个压缩首部添加给分组的数据部分来建立分组。使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值来建立一个或多个压缩首部。在压缩之后，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部。

Description

用于压缩分组首部的方法和设备
技术领域
本发明一般涉及通信领域，更具体地说，涉及用于压缩分组首部的方法和设备。
背景技术
对数据通信不断增长的需要已经促进了提供使用通信网络来处理更多信息和新型信息的更低廉和高效方法的技术的发展。一种这样的技术是将可能是语音或数据通信的信息分段成分组。分组通常是一组二进制数字，至少包括数据和控制信息。通常使用综合分组网络(典型地快速分组网络)来承载至少两种业务，例如可以包括连续比特率(“CBR”)、语音(“分组语音”)、数据(“成帧数据”)、图像、等等。分组网络信源接收和/或转发协议分组。每个分组具有定义好的格式，并包括一个或多个分组首部和一些数据。首部通常包含提供诸如分组的信源和信宿的控制和/或地址信息。
分组首部的创建和传输通常需要大量的系统资源，例如中央处理单元(“CPU”)和/或路由器。这些处理限制导致交换机内部的拥塞和服务质量(“QoS”)问题。此外，交换机的吞吐量性能主要受转发分组首部而非呼叫数据的控制。因此，需要一种压缩分组首部以提高交换机吞吐量的方法和设备。
发明内容
本发明提供一种压缩分组首部以提高交换机吞吐量的方法和设备。因此，本发明减少拥塞、提高QoS、提高吞吐量，并有益于整体系统效率。
据此，本发明提供一种建立包含一个或多个压缩首部的分组的方法，该方法包括步骤：接收呼叫建立信息；接收呼叫数据；使用该呼叫数据建立分组的数据部分；使用呼叫数据和呼叫建立信息来建立一个或多个当前首部；压缩所述一个或多个当前首部，进一步包括以下步骤：只要尚未发现一个或多个先前首部，则将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，并将所述一个或多个当前首部用作一个或多个压缩首部；和只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值，建立一个或多个压缩首部，并将所述的一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部；和将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分以建立分组。
根据本发明的另一种建立包含一个或多个压缩首部的分组的方法，该方法包括步骤：接收呼叫建立信息；接收呼叫数据；使用该呼叫数据建立分组的数据部分；使用呼叫数据和呼叫建立信息来建立一个或多个当前首部；压缩所述一个或多个当前首部，进一步包括以下步骤：只要尚未存储一个或多个先前首部，则将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，并建立一个或多个压缩首部以表示没有改变；和只要已经存储一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，并将所述一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部；和将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分以建立分组。
本发明还提供一种建立包含一个或多个压缩首部的分组的方法，该方法包括步骤：接收呼叫建立信息；接收呼叫数据；使用该呼叫数据建立分组的数据部分；使用呼叫数据和呼叫建立信息来建立一个或多个当前首部；压缩所述一个或多个当前首部；和将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分以建立分组，其中所述一个或多个首部包括媒体访问控制首部，而其中所述媒体访问控制首部根据呼叫建立信息来建立，只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，只要尚未发现一个或多个先前首部，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部并且使用所述一个或多个当前首部为一个或多个压缩首部。
根据本发明的另一种建立包含一个或多个压缩首部的分组的方法，该方法包括步骤：接收呼叫建立信息；接收呼叫数据；使用该呼叫数据建立分组的数据部分，其中该使用该呼叫数据建立分组的数据部分的步骤包括步骤：压缩呼叫数据，根据压缩呼叫数据建立一个或多个数字抽样，和使用一个或多个数字抽样建立分组的数据部分；所述方法还包括：使用呼叫数据和呼叫建立信息来建立一个或多个当前首部；压缩所述一个或多个当前首部；和将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分以建立分组，其中只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，只要尚未发现一个或多个先前首部，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部并且使用所述一个或多个当前首部为一个或多个压缩首部。
根据本发明的又一种建立包含一个或多个压缩首部的分组的方法，该方法包括步骤：接收呼叫建立信息；接收呼叫数据；使用该呼叫数据建立分组的数据部分；使用呼叫数据和呼叫建立信息来建立一个或多个当前首部；压缩所述一个或多个当前首部；将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分以建立分组；根据呼叫建立信息请求一个覆盖；和接收和装载此覆盖，其中只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，只要尚未发现一个或多个先前首部，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部并且使用所述一个或多个当前首部为一个或多个压缩首部。
相应地，本发明还涉及一种设备，包括：一个数字信号处理器阵列；每个数字信号处理器被编程以接收呼叫建立信息，接收呼叫数据，使用此呼叫数据建立分组的数据部分，使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部，压缩一个或多个当前首部，并通过将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分来建立分组，其中每个数字信号处理器通过下述步骤压缩一个或多个当前首部：只要尚未存储一个或多个先前首部，则将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，并将所述一个或多个当前首部用作为一个或多个压缩首部；和只要已经存储一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，并将所述的一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部。
根据本发明的另一种设备，包括：一个数字信号处理器阵列；每个数字信号处理器被编程以接收呼叫建立信息，接收呼叫数据，使用此呼叫数据建立分组的数据部分，使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部，压缩一个或多个当前首部，并通过将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分来建立分组，其中每个数字信号处理器通过下述步骤压缩一个或多个当前首部：只要尚未存储一个或多个先前首部，则将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，并建立一个或多个压缩首部以表示没有改变；和只要已经存储一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，并将所述一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部。
根据本发明的又一种设备，包括：一个数字信号处理器阵列；每个数字信号处理器被编程以接收呼叫建立信息，接收呼叫数据，使用此呼叫数据建立分组的数据部分，使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部，压缩一个或多个当前首部，并通过将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分来建立分组，其中一个或多个首部包括媒体访问控制首部，其中媒体访问控制首部根据呼叫建立信息来建立，只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，只要尚未发现一个或多个先前首部，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部并且使用所述一个或多个当前首部为一个或多个压缩首部。
根据本发明的再一种设备，包括：一个数字信号处理器阵列；每个数字信号处理器被编程以接收呼叫建立信息，接收呼叫数据，使用此呼叫数据建立分组的数据部分，使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部，压缩一个或多个当前首部，并通过将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分来建立分组，其中每个数字信号处理器通过压缩呼叫数据，根据压缩呼叫数据建立一个或多个数字抽样，并使用一个或多个数字抽样建立此分组的数据部分，从而使用此呼叫数据建立分组的数据部分，其中只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，只要尚未发现一个或多个先前首部，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部并且使用所述一个或多个当前首部为一个或多个压缩首部。
根据本发明的又一种设备，包括：一个数字信号处理器阵列；每个数字信号处理器被编程以接收呼叫建立信息，接收呼叫数据，使用此呼叫数据建立分组的数据部分，使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部，压缩一个或多个当前首部，并通过将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分来建立分组，其中每个数字信号处理器还被编程，以根据呼叫建立信息请求一个覆盖，并接收和装载此覆盖，其中只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，只要尚未发现一个或多个先前首部，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部并且使用所述一个或多个当前首部为一个或多个压缩首部。
本发明提供一种建立包含一个或多个压缩首部的分组的方法。接收呼叫建立信息。此后，接收呼叫数据，并使用该呼叫数据建立分组的数据部分。使用呼叫数据和呼叫建立信息来建立一个或多个当前首部。压缩所述一个或多个当前首部，并将其添加给此分组的数据部分以建立分组。此外，一个或多个首部可以包括实时传输协议首部、用户数据报协议首部、网际协议首部和媒体接入控制首部。
此外，本发明提供一种包含数据信号处理器阵列的设备。每个数据信号处理器被编程以接收呼叫建立信息，接收呼叫数据，使用该呼叫数据建立分组的数据部分，使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部，压缩一个或多个当前首部，并通过将一个或多个压缩首部添加给该分组的数据部分建立一个分组。
本发明还提供一种通信交换机，包含一个或多个板，所述板包含输入、信号处理和输出功能，包含一个或多个处理器的一个或多个控制板，可通信地耦合一个或多个板和控制板的交换机构，和可通信地耦合一个或多个板和控制板的TDM总线。一个或多个板的信号处理功能包括一个或多个数据信号处理器阵列。每个数字信号处理器被编程以接收呼叫建立信息，接收呼叫数据，使用该呼叫数据建立该分组的数据部分，使用呼叫数据和呼叫建立信息生成一个或多个当前首部，压缩一个或多个当前首部和通过将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分来建立一个分组。一个或多个输出板被编程以解压缩所述的一个或多个压缩首部。
在上述的方法、设备和系统中，使用下述步骤来压缩一个或多个当前首部。只要尚未存储一个或多个先前首部，则将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，并将一个或多个当前首部用作一个或多个压缩首部。只要已经存储一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部与一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，将所述一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部。使用下述步骤来解压缩所述一个或多个压缩首部。只要尚未存储一个或多个先前首部，则将一个或多个压缩首部存储为一个或多个先前首部，并将一个或多个压缩首部用作一个或多个解压缩首部。只要已经存储一个或多个先前首部，则使用一个或多个压缩首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值来建立一个或多个解压缩首部，并将所述的一个或多个解压缩首部存储为一个或多个先前首部。
可选择地，使用下述步骤来压缩一个或多个当前首部。只要尚未存储一个或多个先前首部，则将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，建立一个或多个压缩首部以表示没有改变。只要已经存储一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值来建立一个或多个压缩首部，并将所述的一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部。在这种情况下，诸如输出板的解压缩设备接收呼叫建立信息，使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部，并存储一个或多个当前首部。然后，通过使用一个或多个压缩首部和一个或多个当前首部之间的一个或多个差值来建立一个或多个压缩首部，解压缩所述的一个或多个压缩首部，并将一个或多个解压缩首部存储为一个或多个先前首部。
本领域的技术人员将理解本发明不仅可应用于输入到输出方向上的分组首部的压缩和解压缩，而且可以应用于输出到输入方向上的分组首部的压缩和解压缩。一旦结合附图参考下述详细描述，本发明的其它特征和优点对于本领域的技术人员来说将是显而易见的。
附图说明
为了更好地理解本发明，并通过例子来说明如何实现本发明，现在将参考本发明的详细描述和附图，在附图中，不同附图内的相应数字代表对应的部件，其中：
图1是根据现有技术的代表性综合网络的方框图；
图2A是根据现有技术的分组网络交换机的示意图；
图2B是根据图2的语音网关的首部建立方法的流程图；
图3A是根据现有技术的分组网络交换机的示意图；
图3B是根据图3B的语音网关的首部建立方法的流程图；
图4图示根据本发明的分组网络交换机；
图5是图示根据本发明的分组操作系统的示意图；
图6A是根据本发明的分组网络交换机的示意图；
图6B是根据本发明的首部建立方法的流程图；
图6C是根据本发明一种实施例的首部压缩方法的流程图；
图6D是根据本发明一种实施例的首部解压缩方法的流程图；
图7A是根据本发明另一种实施例的首部压缩方法的流程图；和
图7B是根据本发明另一种实施例的首部解压缩方法的流程图。
具体实施方式
虽然在下文中详细讨论了本发明的各种实施例的实现和使用，应当理解本发明提供了许多种可应用的发明概念，这些发明概念可以在许多种具体环境下实施。例如，除了电信系统之外，本发明可以应用于其它形式的通信或普通数据处理。其它形式的通信可以包括网络间通信、卫星通信或者到本发明的日期之前人类尚未知的任何形式的通信。在此讨论的具体实施例仅说明了实施和使用本发明的具体方式，并不限制本发明的范围。
本发明提供一种建立包括一个或多个压缩首部的分组的方法和设备。因此，本发明减少拥塞、提高QoS、提高吞吐量和有益于整体系统效率。
现在简单地参考图1至图3，将描述根据现有技术的代表性网络(图1)、各种分组交换机和首部建立的方法(图2A、2B、3A和3B)。图1图示一个代表性的综合网络100，其中电话机102和传真机104可通信地耦合到公用交换电话网(“PSTN”)106。交换机108可通信地耦合到PSTN 106和网际协议(“IP”)网络110，以将基于时分复用(“TDM”)的通信112转换成基于IP的通信114。交换机108建立包含必要目的信息的IP分组，以便分组114能够被正确地择路发送到它们的目的地，所述目的地可包括可通信地耦合到IP网络110的计算机116或其它设备。网络控制器118可通信地耦合到PSTN 106和交换机108，并向交换机108提供控制信号，以正确地处理基于TDM的通信112。网络控制器118也可以可通信地连接到IP网络110。网络控制器118可以用作媒介网关控制(“MGC”)。MGC协议是推荐与原先的H.323标准竞争的若干控制和信号标准之一，所述H.323标准用于将在诸如PSTN 106的电话电路上承载的音频信号转换成在互联网或诸如IP网络110的其它分组网络上承载的数据分组。如本领域的技术人员可以理解的，本发明并不限制于将基于TDM的通信转换成基于IP的通信；本发明也可以应用于复用通信到基于分组的通信的任何转换。
IP规定了分组，也称作数据报，的格式和编址方案。大多数网络组合IP与更高层的协议。一种这样的协议是传输控制协议(“TCP”)，它建立信宿和信源之间的虚连接。IP允许在系统内寻址和丢弃分组包，但是在发送者和接收者之间没有直接链路。相反地，TCP/IP建立两个主机之间的连接，以便它们能够在一定时间周期内来回发送消息。IP网络110通过交换机108接收和发送消息，最终到达电话机102和/或传真机104。PC 106以分组兼容格式通过IP网络110接收和发送消息。基于语音的IP(“VoIP”)是在诸如IP网络110的基于IP的数据网络上进行电话呼叫和发送传真的能力。综合语音/数据网络100允许更多的标准化和降低总的设备需要。VoIP可以支持多媒体和多业务应用。
现在参考图2A和图2B，图示了根据现有技术的分组网络交换机200的示意图和首部建立方法。如所图示的，分组网络交换机200包括可通信地耦合到CPU 204的数字信号处理器(“DSP”)202。CPU204可通信地耦合到路由器206。在将基于TDM的通信112转换成基于IP的通信114的过程中，CPU 204在方框210接收呼叫的信令指令，并在方框212分配DSP 202处理该呼叫。DSP 202在方框214接收呼叫数据。然后，DSP 202在方框216压缩呼叫数据和建立分组的数据部分。DSP 202在方框218向CPU 204发送分组的数据部分。在方框220，CPU 204建立实时传输协议(“RTP”首部)，将此RTP首部添加给此分组的数据部分，并将此分组发送给路由器206。路由器206在方框222建立用户数据报协议(“UDP”)首部、网际协议(“IP”)首部和媒体接入控制(“MAC”)首部，并将这些首部添加给分组。然后，在方框224，路由器206在IP网络上将整个分组(数据和首部)发送出去。如果呼叫结束，如在判决块226所确定的，此呼叫在方框228结束。然而，如果此呼叫未结束，则DSP 202在方框214接收更多的呼叫数据，并重复上述处理直到此呼叫结束。如图所示，CPU 204和路由器206共同承担分组网络交换机200内的首部创建。
信令指令是指在交换机和其它网络单元之间交换呼叫控制或呼叫建立消息。信令系统的目的是在电信系统的单元之间传输控制信息或信令单元。早期的信令系统在与用户业务相同的电路上承载控制信号。例如，较早的带内信令系统使用这种方法。较新的信令系统，例如七号公共信道信令系统(“SS7”)使用用于信令信息的单独信道。这些系统也称之为公共信道信令系统，因为为信令使用了单独的(公共)信道。有人将这种方法成为“带外”信令。目前存在两种带外信令。SS7是第一种物理带外信令的例子，其中为信令使用单独的物理信道。SS7通常但是并不必需部署整体电话网络结构内的独立网络以便建立和终接电话呼叫。SS7消息在称作信令链路的双向信道上在网络单元之间交换。ISDN是物理带内逻辑带外信令的一个例子。在这种方法中，信令和用户业务共享相同的物理传输载体，但是预留一部分信道容量仅用于信令业务。预留其余的带宽用于用户业务，例如电话呼叫。其它的信令方案可以和T1和E1电路一起使用。
RTP是传输包括音频和视频的实时数据的互联网标准。RTP用于将分组识别为以特定编码格式包含语音抽样的分组。通常使用时间标记和顺序号来根据一个RTP分组流重新装配同步语音流。RTP还用于媒体点播业务和诸如IP电话的交互业务。另一方面，UDP提供高效但是不可靠(无保证的)数据传输。它用于传输实时语音数据，因为实时数据的重传将给语音对话添加过多的时延。然而，IP提供用于在网络上传输的数据的标准封装。它包含用于路由选择的信源和信宿地址。MAC执行管理功能，并为设备处理地址解析协议(“ARP”)。
现在参见图3A和图3B，图示了根据现有技术的分组网络交换机300和首部建立方法的示意图。如图所示，分组网络交换机300包括可通信地耦合到CPU 304的数字信号处理器(“DSP”)302。CPU 304可通信地耦合到呼叫控制板306和交换机构308。在基于TDM的通信112到基于IP的通信114的转换过程中，CPU 304在方框310从呼叫控制板306接收呼叫信令指令，并在方框312分配DSP 302处理此呼叫。DSP 302在方框314接收呼叫数据。然后，DSP 302在方框316压缩呼叫数据并建立分组的数据部分。DSP 302在方框318向CPU 304发送此分组的数据部分。在方框320，CPU 304建立RTP首部、UDP首部、IP首部和MAC首部，并将这些首部添加给此分组的数据部分。然后，在方框322，CPU304将一个流标记添加给这些分组以旁路呼叫控制板306。在方框324，CPU 304将分组发送给交换机构308，由其删除流标记，并在IP网络上发送出完整的分组(数据加首部)。如果呼叫结束，如在判决块326中确定的，此呼叫在方框328中结束。然而，如果呼叫未结束，则DSP302在方框314接收更多的呼叫数据，重复上述处理直到呼叫结束。如图所示，CPU 304具有在分组网络交换机300内首部创建的唯一职责。
现在，参见本发明及图4，将描述分组网络交换机400。分组网络交换机400可以用于处理VoIP、基于帧中继的语音(“VoFR”)和其它类型的呼叫。而且，分组网络交换机400类似于异步传输模式(“ATM”)交换机。ATM是同时在局域网(“LAN”)和广域网(“WAN”)环境下使用的面向连接的技术。允许将容量自由分配给每条信道的是快速分组交换技术。分组网络交换机400包括一个或多个输入板402a和402b、一个或多个信号处理板404、一个或多个控制板406、一个或多个输出板408a和408b、交换机构410和TDM总线412。每个信号处理板404包括一个数字信号处理器(“DSP”)阵列(未图示)，每个控制板406包括一个或多个处理器(未图示)。交换机构410可通信地耦合到输入板402、信号处理板404、控制板406和输出板408。TDM总线412也可通信地将输入板402、信号处理板404、控制板406和输出板408耦合在一起。优选地，板402、404、406和408可以按照任意顺序插入在分组网络交换机400内。而且，分组网络交换机400应当包括足够数量的冗余板以在板402、404、406和408故障时用作备份板。应当指出输入板402、信号处理板404和输出板408可以用具有输入、信号处理和输出功能的一个或多个板来替代。
分组网络交换机400的主要功能是将数据信元从输入端口中继到合适的输出端口。当分组网络交换机400将要处理一个呼叫或通信时，网络控制器118(图1)向控制板406提供必要的呼叫建立信息。控制板406使用此呼叫建立信息分配输入板402a或402b内的端口来从PSTN106(图1)接收呼叫，分配处理板404内的DSP来处理此呼叫，和输出板408a或408b内的端口将此呼叫发送给IP网络110(图1)。基于TDM的通信或消息112通过输入板402a或402b进入，并通过TDM总线412择路发送给合适的处理板404。处理板404内的DSP在模拟和数字信息格式之间转换消息，并提供数字压缩和交换功能。在一种实施例中，每个处理板404都能够处理多个同时对话。然后，处理板404将消息从DSP发送给信元交换机构410，所述信元交换机构410主要负责在交换单元之间消息或数据信元以及基本传输单元的路由选择和传输。交换机构410也可以提供信元缓存、业务集中和复用、故障容错冗余、多播或广播、基于信元调度的延迟优先级和拥塞监视。交换机构410最终将消息择路发送给输出板408a或408b。在一种实施例中，每个输出板408能够处理至少8000个呼叫。输出板408a和408b通常将消息发送到吉比特以太网(未图示)。正如它的名称所代表的，吉比特以太网支持每秒一(1)吉比特(1000兆比特)的数据速率。
现在参见图5，图示了一个表示安装有冗余控制板502a和502b的分组操作系统的示意图。控制板502a和502b安装在单个机架内，例如交换机400内(图4)。消息504通过控制板502a上的接口506进入分组操作系统500。消息504从接口506传送到协议栈508上，然后到外围元件互连(“PCI”)总线510。PCI总线510将消息504发送给输入/输出(“I/O”)板512或DSP板514。控制板502b镜像数据控制板502a的一部分或全部。分组操作系统500的每个控制板502a和502b拥有它自己的存储器，因而避免与共享存储有关的典型问题，例如循环呼叫，并具有同步和恶化的问题。
现在参见图6A和图6B，图示了根据本发明的分组网络交换机600和首部建立方法的示意图。分组网络交换机600包括可通信地耦合到TDM总线604的输入板602a和602b。TDM总线604可通信地耦合到多个DSP 606a、606b、606c、......、606n。DSP 606a、606b、606c、......、606n通常配置在位于一个或多个信号处理板404上的DSP阵列内(图4)。每个DSP 606a、606b、606c、......、606n可通信地耦合到交换机构608。交换机构可通信地耦合到输出板610a和610b。分组网络交换机600还包括一个或多个CPU 612，它通常位于一个或多个控制板406上(图4)。CPU 612可通信地耦合到输入板602a和602b、DSP 606a、606b、606c、......、606n和输出板610a和610b。应当指出输入板602a和602b、DSP 606a、606b、606c、......、606n和输出板610a和610b可以用具有输入、信号处理和输出功能的一个或多个板来替代。
在将基于TDM的通信112转换程基于IP的通信114的过程中，CPU612在方框620接收用于此呼叫的信令指令614，并在方框622分配输入板602a、和602b、输出板610a和610b以及DSP 606a、606b、606c、......、606n来处理此呼叫。DSP 606a、606b、606c、......、606n在方框624从CPU 612接收呼叫建立信息。通常需要各种操作参数以合理地配置DSP 606a、606b、606c、......、606n来处理某种呼叫。这些参数可以预先设置或者使用覆盖机制动态地装载。可以将一个或多个覆盖存储在DSP 606a、606b、606c、......、606n或者单独的存储器位置内。例如，DSP 606a、606b、606c、......、606n可以根据呼叫建立信息或载体类型从CPU 612请求覆盖。然后，DSP 606a、606b、606c、......、606n接收并装载此覆盖。在覆盖被装载之后，DSP 606a、606b、606c、......、606n可以执行进一步的辨别以确定是否需要一个不同的覆盖。如果需要改变覆盖，则DSP 606a、606b、606c、......、606n请求一个不同的覆盖，并接收和装载所述不同的覆盖。例如，呼叫建立信息可以标明此呼叫的载体类型是语音，尽管该载体类型实际上可能是语音或传真。因而，如果DSP 606a、606b、606c、......、606n通过PCM数据的进一步辨别认识到此呼叫实际上是传真，而非语音呼叫，则DSP 606a、606b、606c、......、606n将请求一个不同的覆盖，从而正确地配置DSP 606a、606b、606c、......、606n以处理此传真。
尽管本发明并未要求，覆盖的实时装载允许每个DSP 606a、606b、606c、......、606n处理任意的呼叫类型。覆盖的使用允许通过软件更新或下载来更新分组网络交换机600以处理新的呼叫类型，或者更有效地处理现有的呼叫类型。此外，分组网络交换机600可以使用覆盖分配来动态地控制带宽到各种呼叫类型的分配，从而确保QoS标准和/或符合许可限制。
接着，DSP 606a、606b、606c、......、606n在方框626处理脉码调制(“PCM”)数据。DSP 606a、606b、606c、......、606n在方框628通过TDM总线604从指定的输入板602ah和602b端口接收呼叫数据。然后，DSP 606a、606b、606c、......、606n在方框630压缩此呼叫数据，并建立此分组的数据部分。DSP 606a、606b、606c、......、606n还可以根据所述压缩呼叫数据建立一个或多个数字抽样，并使用所述的一个或多个数字抽样来建立此分组的数据部分。在方框632，DSP606a、606b、606c、......、606n还可以使用呼叫数据和呼叫建立信息来建立一个或多个首部，例如RTP首部、UDP首部、IP首部和MAC首部。更具体地说，通过呼叫数据确定RTP首部和UDP首部，而根据呼叫建立信息生成IP和MAC首部。应当指出DSP 606a、606b、606c、......、606n并不限制于建立任何特定的首部，例如RTP首部、UDP首部、IP首部或MAC首部，还可以用于建立正确地发送分组所必需的任意首部。
然后，DSP 606a、606b、606c、......、606n在方框634压缩一个或多个首部，将参考图6C和图7A更详细地描述。然后，DSP 606a、606b、606c、......、606n在方框636将一个或多个压缩首部添加给分组的数据部分。在方框638，DSP 606a、606b、606c、......、606n通过交换机构608将完整的分组(数据加压缩首部)发送给指定的输出板610a、610b端口，以便在IP网络上发送出去。如果呼叫结束，如判决块640所确定的，此呼叫在方框642结束。然而，如果呼叫未结束，则DSP 606a、606b、606c、......、606n在方框628接收更多的呼叫数据，并重复上述处理直到此呼叫结束。如图所示的，DSP 606a、606b、606c、......、606n的唯一职责是在分组网络交换机600内建立首部。因此，因为使CPU 612从首部建立的职责中释放出来，所以节省了系统资源。而且，首部建立的职责分配给多个DSP 606a、606b、606c、......、606n。因此，CPU 612自由地完成其它任务，这必将减少拥塞、提高QoS、提高吞吐量和有助于整体系统效率。
现在参见图6C，图示了说明方框634的压缩处理的一种实施例的流程图。DSP首部压缩处理634始于方框660。只要尚未存储一个或多个先前首部，如在判决块662所确定的，则在方框664将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，并在方框666将所述的一个或多个当前首部用作一个或多个压缩首部，然后该处理在方框668返回。然而，如果已经存储一个或多个先前首部，如在判决块662中所确定，则在方框670提取一个或多个先前首部，并在方框672中使用一个或多个当前首部与一个或多个先前首部之间的一个或多个差值来建立一个或多个压缩首部，在方框674，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，然后，该处理在方框668返回。
现在，参见图6D，图示了说明与图6C所描述的压缩处理相对应的由输出板610a和610b(图6A)所使用的解压缩处理的实施例的流程图。在方框680，通过交换机构608(图6A)从DSP 606a、606b、606c、......、606n(图6A)之一接收分组。只要尚未存储一个或多个先前首部，如在判决块682中所确定，则在方框684将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，并在方框686在IP网络上将此分组发送出去。然而，如果已经存储一个或多个先前首部，如在判决块682中所确定的，则在方框692中从此分组中提取出一个或多个压缩首部，并在方框694中提取一个或多个先前首部。在方框696，使用一个或多个压缩首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值来建立一个或多个当前首部，并在方框698中将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部。在方框700中将一个或多个当前首部添加给分组的数据部分，并在方框686中在IP网络上将此分组发送出去。在方框686中已经发送分组之后，如果呼叫结束，则如在判决块688中所确定，则在方框690中此呼叫结束。然而，如果此呼叫尚未结束，如在判决块688中所确定的，则该处理返回接收下一分组的方框680。
现在参见图7A，图示说明方框634的压缩处理的另一实施例的流程图。DSP首部压缩处理634在方框710中开始。只要尚未存储一个或多个先前首部，如在判决块712中所确定，则在方框714中将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，在方框716建立一个或多个压缩首部以表示没有改变，在方框718，该处理返回。然而，如果已经存储一个或多个先前首部，如判决块712所确定的，在方框720提取一个或多个先前首部，在方框722使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，在方框724将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，在方框718，该处理返回。
现在参见图7B，图示说明对应于图7A所描述的压缩处理的输出板610a和610b(图6A)使用的解压缩处理的另一种实施例的流程图。输出板610a和610b(图6A)在方框730从CPU 612(图6A)接收呼叫建立信息。在方框732，输出板610a和610b(图6A)使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部，例如RTP首部、UDP首部、IP首部和MAC首部。更具体地说，根据呼叫数据生成RTP和UDP首部，而根据呼叫建立信息生成IP和MAC首部。应当指出输出板610a和610b(图6A)并不限制于任意特定首部的建立，例如RTP首部、UDP首部、IP首部或MAC首部，还可以用于正确地发送分组必需的任意首部。在方框734将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部。
在方框736通过交换机构608(图6A)从DSP 606a、606b、606c、......、606n(图6A)之一接收一个分组。在方框738从该分组提取一个或多个压缩首部，并在方框740提取一个或多个先前首部。在方框742，使用一个或多个压缩首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个当前首部，并在方框744，将所述的一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部。在方框746，将所述的一个或多个当前首部添加给此分组的数据部分，并在方框748，在IP网络上将此分组发送出去。在方框748中已经发送分组之后，如果呼叫结束，如在判决块750所确定的，则此呼叫在方框752中结束。然而，如果呼叫尚未结束，则如在判决块750中所确定的，该处理循环回到方框736，在此接收下一分组。
本领域的技术人员将理解本发明不仅可应用于在输入到输出方向上的分组首部的压缩和解压缩，而且可以应用于从输出到输入方向的分组首部的压缩和解压缩。而且，在此所阐述的实施例和实例能够最好地解释本发明及其实际的应用，从而使本领域的技术人员能够实现和使用本发明。然而，本领域的技术人员将认识到上述描述和实例仅用于说明和示例性的目的。在此所阐述的说明将不是穷举性的，或者将本发明限制于具体公开的形式。在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，在上述教导之下，可以进行许多种修改和变化。

Claims (23)

1.一种建立包含一个或多个压缩首部的分组的方法，该方法包括步骤：
接收呼叫建立信息；
接收呼叫数据；
使用该呼叫数据建立分组的数据部分；
使用呼叫数据和呼叫建立信息来建立一个或多个当前首部；
压缩所述一个或多个当前首部；和
将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分以建立分组，
其中，压缩所述一个或多个当前首部的步骤进一步包括以下步骤：
只要尚未发现一个或多个先前首部，则将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，并将所述一个或多个当前首部用作一个或多个压缩首部；和
只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值，建立一个或多个压缩首部，并将所述的一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部。
2.如权利要求1所述的方法，还包括步骤：将分组发送给交换机构。
3.如权利要求1所述的方法，其中一个或多个首部包括实时传输协议首部。
4.如权利要求3所述的方法，其中实时传输协议首部由呼叫数据来确定。
5.如权利要求1所述的方法，其中一个或多个首部包括用户数据报协议首部。
6.如权利要求5所述的方法，其中用户数据报协议首部由呼叫数据来确定。
7.如权利要求1所述的方法，其中一个或多个首部包括互联网协议首部。
8.如权利要求7所述的方法，其中互联网协议首部根据呼叫建立信息来建立。
9.一种建立包含一个或多个压缩首部的分组的方法，该方法包括步骤：
接收呼叫建立信息；
接收呼叫数据；
使用该呼叫数据建立分组的数据部分；
使用呼叫数据和呼叫建立信息来建立一个或多个当前首部；
压缩所述一个或多个当前首部；和
将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分以建立分组，
其中，压缩所述一个或多个当前首部的步骤进一步包括以下步骤：
只要尚未存储一个或多个先前首部，则将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，并建立一个或多个压缩首部以表示没有改变；和
只要已经存储一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，并将所述一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部。
10.一种建立包含一个或多个压缩首部的分组的方法，该方法包括步骤：
接收呼叫建立信息；
接收呼叫数据；
使用该呼叫数据建立分组的数据部分；
使用呼叫数据和呼叫建立信息来建立一个或多个当前首部；
压缩所述一个或多个当前首部；和
将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分以建立分组，其中一个或多个首部包括媒体访问控制首部，而其中所述媒体访问控制首部根据呼叫建立信息来建立，所述压缩所述一个或多个当前首部的步骤进一步包括只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，只要尚未发现一个或多个先前首部，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部并且使用所述一个或多个当前首部为一个或多个压缩首部。
11.一种建立包含一个或多个压缩首部的分组的方法，该方法包括步骤：
接收呼叫建立信息；
接收呼叫数据；
使用该呼叫数据建立分组的数据部分，其中该使用该呼叫数据建立分组的数据部分的步骤包括步骤：压缩呼叫数据，根据压缩呼叫数据建立一个或多个数字抽样，和使用一个或多个数字抽样建立分组的数据部分；
使用呼叫数据和呼叫建立信息来建立一个或多个当前首部；
压缩所述一个或多个当前首部；和
将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分以建立分组，其中压缩所述一个或多个当前首部的步骤进一步包括只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，只要尚未发现一个或多个先前首部，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部并且使用所述一个或多个当前首部为一个或多个压缩首部。
12.一种建立包含一个或多个压缩首部的分组的方法，该方法包括步骤：
接收呼叫建立信息；
接收呼叫数据；
使用该呼叫数据建立分组的数据部分；
使用呼叫数据和呼叫建立信息来建立一个或多个当前首部；
压缩所述一个或多个当前首部；
将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分以建立分组；
根据呼叫建立信息请求一个覆盖；和
接收和装载此覆盖，其中压缩所述一个或多个当前首部的步骤进一步包括只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，只要尚未发现一个或多个先前首部，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部并且使用所述一个或多个当前首部为一个或多个压缩首部。
13.一种用于压缩分组首部的设备，包括：
一个数字信号处理器阵列；
每个数字信号处理器被编程以接收呼叫建立信息，接收呼叫数据，使用此呼叫数据建立分组的数据部分，使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部，压缩一个或多个当前首部，并通过将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分来建立分组，其中每个数字信号处理器通过下述步骤压缩一个或多个当前首部：
只要尚未存储一个或多个先前首部，则将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，并将所述一个或多个当前首部用作为一个或多个压缩首部；和
只要已经存储一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，并将所述的一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部。
14.如权利要求13所述的设备，其中一个或多个首部包括实时传输协议首部。
15.如权利要求14所述的设备，其中实时传输协议首部由呼叫数据来确定。
16.如权利要求13所述的设备，其中一个或多个首部包括用户数据报协议首部。
17.如权利要求16所述的设备，其中用户数据报协议首部由呼叫数据来确定。
18.如权利要求13所述的设备，其中一个或多个首部包括网际协议首部。
19.如权利要求18所述的设备，其中网际协议首部根据呼叫建立信息来建立。
20.一种用于压缩分组首部的设备，包括：
一个数字信号处理器阵列；
每个数字信号处理器被编程以接收呼叫建立信息，接收呼叫数据，使用此呼叫数据建立分组的数据部分，使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部，压缩一个或多个当前首部，并通过将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分来建立分组，其中每个数字信号处理器通过下述步骤压缩一个或多个当前首部：
只要尚未存储一个或多个先前首部，则将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部，并建立一个或多个压缩首部以表示没有改变；和
只要已经存储一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，并将所述一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部。
21.一种用于压缩分组首部的设备，包括：
一个数字信号处理器阵列；
每个数字信号处理器被编程以接收呼叫建立信息，接收呼叫数据，使用此呼叫数据建立分组的数据部分，使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部，压缩一个或多个当前首部，并通过将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分来建立分组，其中一个或多个首部包括媒体访问控制首部，其中媒体访问控制首部根据呼叫建立信息来建立，所述压缩一个或多个当前首部的步骤进一步包括只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，只要尚未发现一个或多个先前首部，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部并且使用所述一个或多个当前首部为一个或多个压缩首部。
22.一种用于压缩分组首部的设备，包括：
一个数字信号处理器阵列；
每个数字信号处理器被编程以接收呼叫建立信息，接收呼叫数据，使用此呼叫数据建立分组的数据部分，使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部，压缩一个或多个当前首部，并通过将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分来建立分组，其中建立分组的数据部分的步骤进一步包括每个数字信号处理器通过压缩呼叫数据，根据压缩呼叫数据建立一个或多个数字抽样，并使用一个或多个数字抽样建立此分组的数据部分，从而使用此呼叫数据建立分组的数据部分，其中压缩一个或多个当前首部的步骤进一步包括只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，只要尚未发现一个或多个先前首部，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部并且使用所述一个或多个当前首部为一个或多个压缩首部。
23.一种用于压缩分组首部的设备，包括：
一个数字信号处理器阵列；
每个数字信号处理器被编程以接收呼叫建立信息，接收呼叫数据，使用此呼叫数据建立分组的数据部分，使用呼叫数据和呼叫建立信息建立一个或多个当前首部，压缩一个或多个当前首部，并通过将一个或多个压缩首部添加给此分组的数据部分来建立分组，其中每个数字信号处理器还被编程，以根据呼叫建立信息请求一个覆盖，并接收和装载此覆盖，其中压缩一个或多个当前首部的步骤进一步包括只要已经发现一个或多个先前首部，则使用一个或多个当前首部和一个或多个先前首部之间的一个或多个差值建立一个或多个压缩首部，只要尚未发现一个或多个先前首部，将一个或多个当前首部存储为一个或多个先前首部并且使用所述一个或多个当前首部为一个或多个压缩首部。
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