CN1602616A

CN1602616A - 报头压缩/解压缩装置和报头压缩/解压缩方法

Info

Publication number: CN1602616A
Application number: CNA038017326A
Authority: CN
Inventors: 陈必耀; 吴振华; 林威立; 上丰树
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-08-09
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2005-03-30
Also published as: JP2004096738A; US20050083934A1; JP4317403B2; EP1523148A1; US7328283B2; WO2004015957A1; AU2003254933A1

Abstract

一种用于改善在网络节点处的全部多层协议栈的吞吐量的报头压缩/解压缩装置。在此装置中，编码部分106压缩包括在多层协议栈101上的协议数据单元中的多层报头信息。会话上下文ID管理器112产生会话上下文ID 401，通过综合有关编码部分106的多层报头信息压缩的信息和例如用于识别压缩多层报头信息模式的信息而形成会话上下文ID 401。

Description

报头压缩/解压缩装置和报头压缩/解压缩方法

技术领域

本发明涉及一种报头(header)压缩/解压缩装置和报头压缩/解压缩方法。

背景技术

在某些对协议数据单元(PDU)的现有压缩中，第一重要性是对单个层中的数据格式进行压缩。一种这样的技术是其中强调具体的协议层压缩的因特网协议(IP)报头压缩。

根据现有技术的报头信息压缩集中在因特网协议栈地址的压缩。可压缩的报头包括TCP、UDP、IPV4和IPV6基本报头和扩展报头(例如，见“IP报头压缩”(Network Working Group Request for Comments(网络工作组请求意见)No.2507，1999))。对于TCP分组(packet)来说，同样也描述了改善VJ报头压缩(Van Jacobson压缩)在有损链路上的效率的Van附加机制。对于非TCP分组来说，压缩慢启动和周期性刷新使得在由于将会使其上下文被改变的报头损失而丢弃分组期间的周期最小化。存在用于在UDP的顶部添加例如RTP报头的压缩的报头压缩方案的异常分支(hook)。

报头压缩取决于在属于相同分组流的连续分组中的固定的或者很少变化的许多域。在分组之间没有变化的域根本不需要发送。通过每次对所述值加1能够对通常改变很小的和/或可预见的值的域(例如TCP序列号)进行编码，并且因此，可能大大减少这些域所需要的比特数。频繁地或者随机地变化的域，例如校验和或者验证数据需要在每个报头中发送。

报头压缩的一般原理是偶尔发送包括全部报头的分组。随后发送的压缩报头引用(reference)由全部报头所建立的上下文。而且，所述压缩的报头也可以包含对上下文的增量变化。这种报头压缩方案不要求同一流中的所有分组都通过所压缩的链路。然而，在TCP流中，在后续报头之间的差别可能变得更没有规律，而且压缩比率可以降低。对应的TCP数据和确认分组也不必以相反方向穿过链路。

这种报头压缩方案在第一跳链路或者最后一跳链路以及网络的中间链路中是有用的。当许多(好几百个)分组流穿过所述链路时，被称作CID逆行(thrashing)的现象将会发生。在此情形中，报头很少能够和现有的上下文相匹配，并且需要在没有压缩即全部报头的情况下发送。使用诸如滞后的技术来保证给定最高压缩比的分组流维持它们的上下文是可能的。最可能的是更可能在网络的中间需要这样的技术。

发明内容

所有的网络都有在每个网络节点中实现的许多协议栈层。每一个协议栈层都提供了诸如地址、端口号、分组控制数据和保护分组在传输期间对错误更具弹性的完整性的数据。在许多情况下，在负责发送、接收和连接网络节点的协议栈实体之间交换分组数据的某个时间周期上，复制这样的信息。本发明消除了在穿过多于一个协议栈和在发送和接收网络节点之间的数据分组的无关性和冗余性。

为了支持网络节点的旧的多层协议栈，在现实中要采用的报头压缩变得越来越必要。本发明提供了一种能够对允许在旧的网络节点上要支持的压缩报头信息的任意层数的协议栈进行解码和编码的装置和方法。这是在没有附加地改变协议栈的情况下进行的。

大多数的无线网络支持利用用于无连接会话(connectionless session)的分组的网络数据传输。数据分组成功地到达目的地的越来越大的可能性要求对数据分组进行分块。数据分组的分块产生巨大的开销，这是因为分块涉及对报头信息的复制。本发明允许用于所分块的数据分组传输会话的数据传送的报头信息能够进行报头压缩。

在无线网络中，尤其是基于IEEE802.11的网络中，在无线介质中的数据分组之间使用帧间时间周期。这种帧间周期在某个时间周期上需要相当多的时间和带宽，尤其是在两个站点之间存在大量的数据交换时。本发明提供了一种用于减少帧间周期的装置和方法。而且，本发明减少了在长的时间周期期间的在两个站点之间的数据交换中在帧间周期上要消耗的带宽。

本发明在不需在它的协议栈上所实施的报头压缩技术情况下使能两个遗留网络节点从而通过提供适当的接口来使能报头压缩，使得遗留控制软件能够使用报头压缩。在控制平面以及数据平面上提供接口，以便允许遗留数据分组继续用于在网络节点之间的数据交换。

也就是说，本发明的目的是提供能够改善在网络节点处的整个多层协议栈的吞吐量的报头压缩/解压缩装置和报头压缩/解压缩方法。

本发明的实施例通过允许报头压缩用于在遗留网络节点之间和在包括新的多层协议栈的网络节点之间的数据分组的交换而不需要整个地改变协议栈，来解决如上所述的问题。出于此目的，本发明的一个模式使用了用于提供多层协议栈报头信息代码转换器的部分、用于对报头信息进行编码和解码以便实现低比特率报头信息的交换的部分、用于分别在遗留网络协议栈的控制平面和数据平面上提供接口，以便使用报头信息压缩的部分、用于启动报头压缩的会话的部分、用于通常在无线介质处划分数据的数据会话期间对报头信息进行压缩的部分、用于减少在无线介质处的数据分组传输期间的帧间时间周期的部分、用于压缩来自多于一个协议栈层的数据分组的报头信息的部分、用于检测包括用于多层协议栈层的所压缩的报头信息的数据分组的部分、以及用于对多层协议栈的压缩报头信息进行解码的部分。

而且，本发明的实施例使用了一种由多层协议栈报头信息代码转换器所提供的装置和方法，来消除了封装在两个网络节点之间交换的数据分组中的报头信息的冗余性和无关性。根据本发明的实施例的装置能通过将两个接口添加到控制平面和数据平面来进行控制，所述控制平面和数据平面用于在层控制实体和协议栈层之间进行控制和交换数据分组信息，执行报头信息的压缩和解压缩。这种装置通过首先交换适当的帧来执行在发送节点和多个接收网络节点之间的报头压缩会话。当丢失用于指示压缩报头信息的结束和开始的控制帧时，交换另一个控制帧，以便同样也指示用于缩短为错误恢复所必需的周期的报头信息的更新。代码转换器的编码部分不仅执行为报头信息压缩所执行的会话，而且消除了冗余信息和复制信息。由代码转换器的解码部分对所述报头信息进行解压缩。由协议层管理实体将控制信息发送到代码转换器，并且控制和指定参与报头信息压缩的协议层数是可能的。在需要报头信息交换的协议层之间传送的数据分组同样也被截取，并发送到用于后续处理的代码转换器子单元。在代码转换器中执行的处理包括报头压缩会话的编码、解码、注册和删除。

利用本发明来删除数据分组报头信息的冗余性和无关性，并改善在协议栈的不同层处的有效载荷的吞吐量。简而言之，本发明改善了所述吞吐量并降低了日常开支的比特率的消费量，如果在无线介质上进行传输，所述日常开支的比特率可能是非常昂贵的商品。本发明提供了一种用于允许多层协议栈使用报头压缩的装置和方法。这就降低了整个的日常开支的比特率并改善了整个的网络节点的吞吐量。本发明还允许遗留协议栈和网络节点在不对现有的协议栈的控制机制进行变更的情况下，使用报头压缩。

附图说明

图1解释了用于根据本发明的实施例的用于压缩多层协议栈报头的装置，并且是用于示出用来压缩多层协议栈的报头信息的代码转换器的总的结构的方框图；

图2解释了根据本发明的实施例的用于报头信息压缩的网络系统配置，并且解释了在实现多层协议栈报头信息压缩中的网络系统配置和网络节点总体结构；

图3解释了根据本发明的实施例的报头压缩会话周期，示出了会话周期的结构和元件，并解释了显示如何将压缩应用于不同类型的数据交换的详细结构；

图4解释了包括根据本发明的实施例的压缩报头信息的PDU，并示出了有关如何实现报头信息压缩的详细概况图；

图5解释了根据本发明的实施例的压缩报头流格式，并示出了用于单个协议栈的压缩报头的典型格式；以及

图6解释了用于根据本发明的实施例的分块PDU的压缩报头信息，并示出了当可应用分块时，有关能够如何应用报头信息压缩的详细概框图。

具体实施方式

现在参照附图，将详细地如下解释本发明的实施例。

在下面的描述中，出于解释本发明的目的，给出的具体的编号、时期、结构和其他参数是为了提供对本发明的透彻理解。下面的图给出了怎样能够实施本发明的例子。不过，没有这样的细节，本领域的普通技术人员显然能够实施本发明。

此部分将披露用于控制在应用于无线网络的OSI(开放系统互联)模型的层(Layer)2处的网络资源的装置。为了有助于更容易地理解本发明，将使用下面的定义：

协议数据单元(PDU)...由用于从源成功地传递到目的地的报头信息和有效载荷组成的单个数据分组

数据流...在不同的时间点传递的并在有限的时间段上具有类似的目的地和源标识的一组协议数据单元

编码部分...用于压缩协议数据单元的选择部分的功能模块或者设备

解码部分...用于解压缩协议数据单元的的选择部分的功能模块或者设备

会话上下文ID管理器...用于实现在每个都控制至少一个协议栈的两套协议栈控制实体之间的数据分组交换的报头压缩会话的功能模块或者设备

分组流登记部分...用于注册和识别由需要压缩或解压缩的连接类型或者非连接类型网络的一个或者多个数据分组组成的数据分组流的功能模块或者设备

协议层接口(I/F)...用于根据来自协议栈的具有压缩和非压缩形式的报头信息，来识别由数据分组组成的数据分组流的功能模块或者设备

层管理实体接口(I/F)...用于控制由常常在协议栈层的协同控制活动和机制中所使用的层管理实体所要求的压缩和解压缩会话的功能模块或者设备

图1中的装置示出了根据本发明的一个实施例的多层协议栈协议数据单元报头信息代码转换器。多层报头代码转换器102是包括用于编码和解码报头信息并协调和控制报头信息的压缩和解压缩处理的方法和子模块的设备。当由协议层所产生或接收的数据分组的数据报头需要压缩或者解压缩时，在多层报头代码转换器102中执行这样的压缩和解压缩。通过由参考标号103所指示的数据总线来在多层报头代码转换器102和每个协议层栈之间交换数据分组的报头信息。为了支持报头信息的压缩，通过接口116将PDU发送到多层报头代码转换器102，并且不必对现有协议栈进行修改。

将此多层报头代码转换器102设计为用于遗留多层协议栈101或者新协议栈层，以便压缩和解压缩在两个网络节点或者网络组件之间交换的数据分组单元的报头信息。因为新的协议栈起作用，从而消除了报头信息的冗余性和无关性，多层报头代码转换器102能够用较少的开销将数据流分组发送到目的地。这就改善了发送器端处的吞吐量。

由协议层接口104来协调在不同协议栈层之间的分组数据单元传送的控制。用于识别要压缩的协议栈层的信息取决于由层管理实体接口109所提供的信息。这种信息穿过由参考标号114所指示的单个路径。通过层管理实体接口109移交的信息被用来提供给协议层接口104、会话上下文ID管理器112和分组流登记部分105。这里，压缩或解压缩报头信息的数据域，并应用压缩报头信息的协议栈层。由协议层接口104监控穿过上下不同的协议层的数据分组，并提取仅仅需要对来自数据分组流的报头信息进行压缩和解压缩的那些，通过双向单路径108对其重新定向，并将其发送到编码部分106或者解码部分107。

在重新定向之前，解释数据分组信息，并由分组流登记部分105对所述报头信息进行语法分析。根据由协议层管理实体111所指定的信息，来压缩需要压缩的数据分组。需要对已经穿过不同协议层并包括压缩或解压缩报头的数据分组进行处理，并将它们送到编码部分106或解码部分107。用于PDU在代码转换器中的压缩和解压缩的路径是穿过分组流登记部分105的双向路径108。

由参考标号116指示的接口同样也称作为数据平面接口，并被定义为在多层报头代码转换器102和多层协议栈101之间的报头信息协议数据单元报头信息。将接口116用作数据平面以压缩和解压缩报头信息。由参考标号115所指示的接口起报头信息的压缩和解压缩的控制信息的接口作用。接口115称作为允许协议层管理实体111来控制和协调报头信息的压缩的控制平面接口。

数据平面接口116由两种类型的数据流组成。即，(i)非压缩PDU流和(ii)压缩PDU流。将用于协议层的非压缩和压缩PDU流穿过协议层接口104，输入到多层报头代码转换器102，并接着重新传递到协议层。将利用编码部分106压缩要求报头压缩的非压缩数据流，并由多层报头代码转换器102提供其他的控制处理。协议层接口104是压缩PDU数据流的第一阶段，并所述监控和检测是在所压缩PDU到达所指定的协议栈层之前进行的。

控制平面接口115由两种类型的数据流组成。即，(i)来自协议层管理实体111的控制信息流和(ii)来自多层报头代码转换器102的结果信息。来自协议层管理实体111的控制信息能够遵循下面的格式：

Strucure Transcoder_Control

{

number of protocol stacks；

/*number of protocol stack for header compression*/

stack description；

/*protocol stack description or representatives thereof*/

}

为了对带有所压缩的报头信息的数据分组执行新的流会话，编码部分106执行编码处理。请求分组流登记部分105来发送内部信号，使得用作会话上下文ID管理器112的报头信息压缩部分的特有(unique)会话能够通过由参考标号108指示的单个路径来使用。在解码处理中，分组流登记部分105重定向(redirect)将在协议层接口104处截取的数据分组并且将它们的要解压缩的报头信息传递给解码部分。将所有从多层协议栈101提取并由编码部分106和解码部分107所处理的压缩和非压缩数据信息返回到每个协议层，以便由每个协议层进行处理。由协议层接口104执行从协议层采集每个数据分组的分组报头信息的处理和返回此信息的处理。

图2示出了根据本发明的实施例能够用通常的网络结构实现的多层报头代码转换器102的结构例子(然而，在图2中，被描述为“多层报头代码转换器202”)。为了包括压缩报头信息的端对端协议数据单元在网络中的任何两个节点之间交换，需要源节点203、目的地节点208和中间节点207能够执行由参考标号201所指示的短报头信息处理。在协议数据单元从源节点203到达目的地节点208之前，协议数据单元需要穿过多个提供有短报头信息处理能力的中间节点207。协议数据单元的发送介质209可以是无线介质或者有线介质。能够进行短报头信息处理的短报头信息处理装置201由能够连接到多层报头代码转换器202的通用的协议栈和协议层管理实体构成。在协议层和多层报头代码转换器202之间的接口是数据平面接口204，在其中检索报头信息，并将其插入到相对应的协议栈层。协议栈层需要报头压缩和解压缩。为一般网络节点的协议层管理实体提供的接口是控制平面接口205。

图3示出了当在两个网络节点之间交换的压缩报头上进行会话时的本发明的实施例。由会话上下文ID管理器112确定会话的执行。这同样也基于通过由参考标号115所指示的控制平面接口从协议层管理实体111所接收的控制信息。通过将会话帧311发送到目的节点来产生会话周期301，以指示包括压缩报头在内的协议数据单元的开始。这种会话帧即标识符能够背负式运输到现有的协议数据单元。仅仅由在作为利用在协议数据单元中的压缩报头信息的多层协议栈的底层的协议层之前的代码转换器，来产生会话帧。能够容易地通过给出压缩报头的层来将随后的来自上层的有效载荷发送到协议数据单元。

在指明会话周期301的开始之后，发送报头信息同步304以表明能力。这种能力包括能够在会话周期内执行的压缩类型。它同样也包括在PDU的地址域、控制域和其他部分所执行的压缩类型。这种能力域能够用于嵌入到PDU协议栈中的报头信息的未来扩展，以便未来使用不同的控制机制。而且，同样也能够将报头信息同步304背负式传输到现有的用于多层协议层报头信息从其启动的协议栈的协议数据单元上。由帧间间隔309分开所有数据PDU和PDU分块。会话帧(Sess-Frame)311的结构如下：

Structure Sess-Frame

{

Sess-Frame control data type；

/*bit format to indicate Sess-Frame*/

frame period；

/*session period in uint of second or other representatives*/

capabiliity information；

/*compression capabiliity types*/

}

报头信息同步304的格式包括如下：即，信息，TDM帧303的编号，分块的TDM帧群，在报头信息重同步306之间的字节数或周期数，能够被分块的协议数据单元数，由在Sess_Frame 311之间的字节数或时间表示的周期，作为由会话上下文ID管理器和上下文流域所产生和管理的唯一编号的会话上下文ID组。将由参考标号310所表示的Sess_Frame(会话帧)用来标记会话周期的结束时间。它同样也指示下一个会话周期301的开始。用于会话周期的开始和结束的Sess_Frame的格式能够彼此类似或者不同。报头信息同步304的格式例子以结构格式表示如下：

Structure Header Info Sync(information synchronization)

{

header Info Sync control data type；

/*bit format to indicate header Info Sync frame*/

number of TDM frames：

/*number of TDM frames between two Sess Frames*/

groups of fragmented TDM；

/*number of allowable fragmented TDM frames within session
period*/
header Info Re-Sync(information resynchronization)

interval；

/*minimum duration measured in seconds or bytes between header
Info Re-Syns*/

groups of fragmented PDU；

/*number  of allowable fragmented PDU frames within session
period*/

session period；

/*total session period*/

session context ID field；

/*plufality of unique IDs for data delivery to different
destination nodes*/

context stream；

/*header information of multilayers of protocol stack*/

}

在发送报头信息同步304之后，可以在源节点和各种目的地节点之间交换数据。数据发送可以具有包含压缩报头信息的PDU的TDM帧303和和数据305的格式。在任何两个Info Re-Sync 306之间的帧周期或者在报头信息重同步306和报头信息同步304的一个帧之间的帧周期被称作为“子会话周期(subsession period)302”。当由于数据的丢失而严重地破坏了报头信息时，所述错误能够被包含在子会话周期的短时间周期里面。同时，这也有助于实现有效的压缩。所述报头信息重同步306由用于指示报头信息重同步306和报头信息同步304的所有其他域的某些独特(unique)的控制数据类型构成。

能够将TDM帧303和带有压缩报头的正常PDU分别分块为分块TDM帧313和分块的PDU 314。TDM帧303是许多不需要由帧间间隔分开的级联的PDU有效载荷，其只有一个压缩报头。数据305和PDU 312的报头包括子会话(subsession)子域(subfield)ID和序列控制。如下的格式是指示为ch316的报头格式的例子

ch

{

ch control data type；

/*bit format to indicate beginning of TDM or PDU frame*/

subsession subfield ID；

/*address field to indicate final destination node transmittedwithin session period*/

sequence control fields；

/*control fields to control sequence of TDM and PDU for datastreams to specific destination*/

}

在分块的TDM帧313中，两种类型分块的PDU报头信息表示所分块的TDM会话和随后的TDM会话的开始。即，(i)Th 307和(ii)Fh 308。下面是有关Fh 308和Th 307的报头格式的例子：

Th

{

Th control data type；

/*bit format to indicate beginning of Th PDU*/

subsession subfield ID；

/*address field to indicate final destination node transimitted
within session period*/

sequence control fields；

/*control fields to control sequence of TDM and PDU or data
        <!-- SIPO <DP n="10"> -->
        <dp n="d10"/>
streams to specific destination*/

number of fragments；

/*number of trailing fragmented Fh header PDUs*/

}

fh

{

fh control data type；

/*bit format to indicate beginning of fh PDU*/

sub-fragment sequence number；

/*fragment sequence number*/

}

在被分块的PDU314的情形中，第一分块PDU包括由带有fh报头的拖尾(trailing)分块跟随的报头Ph 315。所述Ph315的报头格式如下：

Ph

{

Ph control data type；

/*bit format to indicate beginning of Ph PDU*/

subsession subfield ID；

/*address field to indicate final destinatin node transmitted
within session period*/

sequence control fields；

/*control fields to control sequence of TDM and PDU for data
streams to specific destination*/

number of fragments；

/*number of trailing fragmented Ph header PDUs*/

}

为了压缩适合于多级协议数据层的报头信息，图4示出了由图1的会话上下文ID管理器112产生唯一表达式的基本方法。在图4中示出了产生会话上下文ID的例子。这里，在3个级别，即第M、第(M+1)和第(M+2)层的协议栈中压缩报头的情形将作为例子来解释。在下面的解释中，第M层称作为“层M”，第M+1层称作为“层M+1”，而第M+2层称作为“层M+2”。

作为顶层的协议层(层M+2)具有有效载荷404。报头信息用于协议栈层，即本情形中的底层是层M。在这个例子中，三层即，第M层、第M+1层和第M+2层的报头信息通过级联第M层、第M+1层和第M+2层的报头信息来注册。因此，经由协议层接口104从层M提取到多层报头代码转换器102的协议数据单元具有这样的格式，其中将第M+2层的报头信息、第M+1层的报头信息和第M层的报头信息级联到层M+2的有效载荷。

由编码部分106压缩在具有如上所述格式的协议数据单元中的多层协议栈101的报头信息。更具体地讲，分别地将压缩处理应用到第M+2层的报头信息、第M+1层的报头信息和第M层的报头信息。级联进行过压缩处理的各自层的报头信息，并因此产生压缩报头405。

而且，将有关用于压缩报头信息(例如，正使用的多层协议栈的底层地址信息，怎样为每层压缩报头信息等)的模式的信息收集到由参考标号402指示的级联处理部分。接着，级联处理部分402执行级联处理，并且在级联处理之后的所述报头信息最终成为表示利用单个唯一表达式或数的报头信息压缩方案的会话上下文ID 401。将所产生的会话上下文ID 401插入到在所压缩的报头405之前的部分403中。接着，将用此方法产生的压缩协议数据单元和会话上下文ID 401经过协议层接口104返回到多层协议栈101一方。接着，在网络节点之间，利用参照图3解释的通信会话，将所压缩的协议数据单元和会话上下文ID 401一起发送/接收。

也就是说，在已经接收压缩的协议数据单元的网络节点处，利用在期间接收到协议数据单元的会话周期所采集到的会话上下文ID 401来添加索引，并由此形成带有层M、层M+1和层M+2的报头信息的上下文流406。用此方法，对所压缩的报头405进行解压缩。上下文流406形成报头信息同步格式的域中的一个。

顺便说一下，当多层报头代码转换器102对带有压缩报头405和有效载荷404的协议数据单元解压缩时，经由协议层接口104将协议数据单元提取到多层报头代码转换器102一方，由此由会话上下文ID管理器112通过协议层接口104采集与协议数据单元相对应的会话上下文ID 401。接着，解码部分107利用所采集的会话上下文ID 401对压缩报头405进行解压缩。将所解压缩的协议数据单元经过协议层接口104返回到多层协议栈101。

这里，将更详细地解释将要产生的会话上下文ID 401。然而，为了清楚地解释起见，假定有3层协议栈，每个协议层具有5个报头压缩方案(即，5个类型的会话上下文)的情形。表示5组报头压缩方案要求3个比特。如果重点放在作为现有技术的单层上的压缩，则必须使用3×3＝9个比特。相反，当使用会话上下文ID 401时，会话上下文ID 401单独地能够表示多层报头信息压缩方案，并且因此5³＝125个组合能够仅仅用6个比特来表示。

而且，会话上下文ID管理器112检测到包括在属于将要发送的某个PDU流的多个协议数据单元(例如，两个连续的协议数据单元)中的报头信息之间的差。作为这种检测的结果，当检测到在报头信息之间没有差别时，与来自多个协议数据单元中的后续协议数据单元相对应的会话上下文ID 401成为与所述前面的协议数据单元相对应的一个，并且因此控制以防止它的发送是可能的。

既可在产生会话上下文ID 401之前或者之后检测在所述报头信息之间的差别。尤其是在产生会话上下文ID 401之前的情况下，需要为多层协议栈的每一层检测所述差别，但是将要检测的差别的范围将会变得更小，而且可将所述报头信息判决为相同报头信息的概率(probability)将增大。因此，当检测到在多个协议数据单元之间没有报头信息差别时，可能忽略与后续协议数据单元相对应的会话上下文ID 401的发送，并由此可能进一步减少用于通信会话的时间和带宽。

图5示出了具体的协议层的报头信息是如何用于形成本发明中的压缩(Comp)报头405的。用Comp报头405表示的报头压缩格式如下：

Structure Comp header

{

number of layers；

/*number of protocol layers being compressed*/

layer with change；

/*to indicate protocol layer with header information change*/

compressed head stream；

/*changes in compressed header of protocol layers*/

}

用于和在每个协议层里面的相同协议层的另一个层实体交换数据的PDU的报头信息具有3个基本域。即，(i)地址域，(ii)分组控制域以及(iii)序列控制域。将地址域转换为能够是下面数据域类型中的一个的地址ID502。即，(i)会话上下文ID 401，(ii)分组数据单元的初始报头501处的地址域中的全部地址域，(iii)表示由更早PDU指示的地址域的空域。将在初始报头501的分组控制域转换为Change_field 503，并在所述域中指示所述变化。当不存在基于前面的PDU的变化时，将空值用于表示没有变化，当存在某些变化时，将不同值用于表示在分组控制域中的变化。将在初始报头501处的序列控制域转换为Delta_field 504，并且所述变化取决于在基于最后发送的PDU的值中的差别。由参考标号506表示的操作符用于级联地址ID 502、Change_field 503和Delta_field 504，以形成压缩报头流505。

当在其中间没有中间节点的两个网络节点之间传递数据分组时，能够对多层协议栈的底层处的协议层进行分块。图6示出了说明如何保存比特率和如何压缩所述报头来提高吞吐量的实施例。将数据有效负荷601分块为多于一个的分块PDU 602。经常将分块用来提高其中共享传输介质的无线介质的传输成功率，并且几乎在共享传输介质的发送站之间不进行协调。这些分块PDU 602每个都通常具有复制的报头信息。为了使得能够压缩单协议层的报头信息，在此处理中的第一分块的PDU包括Ph报头603，而且所述拖尾分块PDU包括fh头部604。最后分块部分605包括和fh报头相同的域。

因此，根据本实施例，删除了所述数据分组报头信息的冗余性和无关性，并且在协议栈的不同层中的有效载荷吞吐量改善了。简而言之，本发明改善了所述吞吐量而降低了当利用无线介质实现执行时作为昂贵商品的日常开支比特率的消耗。本发明提供了一种能够使得多层协议栈使用报头压缩的装置和方法。这使得降低全部的日常开支比特率和提高网络节点的整个吞吐量成为可能。而且，根据本实施例，遗留协议栈和网络节点能够在不修改现有协议栈的控制机制的情况下使用报头压缩。在IP网络的领域中，极端困难的是排除现有协议和系统而引入新系统，这是应该加以避免的，并且因此在没有重新实施协议的情况下添加报头压缩的可能性成为本发明的最高成就。

本申请是基于2002年8月9日提交的日本专利申请第2002-234043号和2003年8月8日提交的日本专利申请第2003-289974号，其整个内容特意地在此引入，以作参考。

工业适用性

根据本发明的报头压缩/解压缩装置和报头压缩/解压缩方法，具有提高在网络节点处的多层协议栈的全部吞吐量的效果，并且在支持多层协议栈的通信系统中是有用的。

Claims

1.一种和用来发送在多层协议栈上的协议数据单元的节点装置一起使用的报头压缩装置，包括：

压缩部分，用于压缩在所述协议数据单元中包括的多层报头信息；以及

生成部分，用于生成关于通过所述压缩部分对所述多层报头信息进行压缩的综合信息。

2.根据权利要求1所述的报头压缩装置，其中所生成的综合信息包括用来识别用于压缩所述多层报头信息的的方案的识别信息。

3.根据权利要求2所述的报头压缩装置，还包括检测部分，用于检测包括在多个协议数据单元中的关于属于一个流的所述多层协议栈的多层报头信息的差别，其中当所述检测部分检测到不存在差别时，所述报头压缩装置进行控制，使得不发送与所述多个协议数据单元的后续协议数据单元相对应的识别信息。

4.根据权利要求2所述的报头压缩装置，还包括：

第一接口，用于和执行用于所述多层协议栈的每一层的处理的处理实体交换所述协议数据单元；以及

第二接口，用于和用于管理所述多层协议栈的管理实体交换控制信息。

5.一种和用来接收在多层协议栈上的协议数据单元的节点装置一起使用的报头解压缩装置，包括

采集部分，用于采集有关包括在所述协议数据单元中的多层报头信息压缩的集成信息；以及

解压缩部分，用于根据所采集的集成信息解压缩所述多层报头信息。

6.一种用于和用来发送在多层协议栈上的协议数据单元的节点装置一起使用的报头压缩装置的报头压缩方法，包括：

压缩步骤，用于压缩包括在所述协议数据单元中的多层报头信息；以及

生成步骤，用于生成关于在所述压缩步骤中对所述多层报头信息进行压缩的综合信息。

7.一种用于和用来接收在多层协议栈上的协议数据单元的节点装置一起使用的报头解压缩装置的报头解压缩方法，包括

采集步骤，用于采集关于对包括在所述协议数据单元中的多层报头信息进行压缩的综合信息；以及

解压缩步骤，用于基于所采集的综合信息来解压缩所述多层报头信息。