DE60017442T2

DE60017442T2 - Spärliche rückkoppelung in drahtlosen systemen die hohe verzögerung und niedrige bandbreite aufweisen

Info

Publication number: DE60017442T2
Application number: DE60017442T
Authority: DE
Inventors: Khiem Le; Haihong Zheng; Zhigang Liu; Christopher Clanton
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Oyj
Priority date: 1999-11-05
Filing date: 2000-10-30
Publication date: 2006-03-02
Anticipated expiration: 2020-10-31
Also published as: CA2387382C; CA2387382A1; CN1387710A; JP2003514437A; EP1226676B1; WO2001035568A1; AU1245301A; JP3650362B2; DE60017442D1; ES2235978T3; CN1193532C; ATE287160T1; US6542931B1; EP1226676A1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausschalten des nachteiligen Gerbrauchs von Netzwerk-Bandbreite, der durch zahlreiche Bestätigungen verursacht wird, die durch einen Empfänger an einen Sender geleitet werden, durch Bereitstellen einer knappen Rückkoppelung beziehungsweise Rückmeldung von dem Empfänger an den Sender, um den Empfang von Paketen mit Anfangsdatenköpfen anzuzeigen, die als Referenzanfangsdatenblöcke verwendet werden sollen.
Für Internet-Protokoll (IP) basierende Realzeit-Multimediaanwendungen werden Pakete verwendet, um Realzeit-Daten zu transportieren. Jedes Paket enthält einen Anfangsdatenblock und eine Nutzinformation. Der Anfangsdatenblock trägt eine Information zum Beispiel die Quell- und Zieladressen des Pakets und die Nutzinformatiion trägt die zu übertragenden Daten. Jedes Paket ist gemäß dem IP und Realzeit- Übertragungsprotokoll (RTP) formatiert, das vorwiegend benutzt wird über dem User-Data-Protokoll (UDP). RTP wird im Detail beschrieben in „RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications" von H. Schulzrinne, et al, Internet Engineering Task Force (IETF) Request for Comments (RFC) 1889, Januar 1996. Die Größe eines kombinierten IP/UDP/RTP-Anfangsdatenblocks für ein Paket ist wenigstens 40 Byte für IPv4 und wenigstens 60 Byte für IPv6. Eine Gesamtmenge von 40–60 Byte an Aufwand pro Paket kann als schwerwiegend betrachtet werden in Systemen (z.B. in zellulare Netzwerke), in denen die Spektral-Effizienz ein gemeinsames Bedenken darstellt. Demzufolge besteht ein Bedarf nach einem geeigneten IP/UDP/RTP Anfangsdatenblock-Kompressionsmechanismus.
Ein gegenwärtiges Anfangsdatenblock-Kompressionsschema wird beschrieben in „Compressing IP/UDP/RTP Headers for Low-Speed Serial Links" von S. Casner et al, IETF, RFC 2508, Februar 1999 und „IP Header Compression" von M. Degermak, et al, IETF, RFC 2507, Februar 1999. Das Anfangsdatenblock-Kompressionsschema das in RFC 2508 beschrieben wird, ist geeignet, einen 40–60 Byte umfassenden IP/UDP/RTP-Anfangsdatenblock auf 2 bis 4 Byte über Punkt-zu-Punkt Verbindungen zu komprimieren. Dieses Anfangsdatenblock-Kompressionsschema basiert auf der Beobachtung, dass die meisten Felder der Anfangsdatenblöcke der Pakete konstant in einem Paktetstrom während der Länge einer Sitzung bleiben. Somit ist es möglich, die Anfangsdatenblock-Information durch Errichten eines Kompressionszustandes (Kontext) bei einem Kompressor (Sender) und einem Dekompressor (Empfänger) zu komprimieren. Pakete mit komprimierten Anfangsdatenblöcken werden dann von dem Kompressor zu dem Dekompressor gesendet, wobei die komprimierten Anfangsdatenblöcke einem Referenzanfangsdatenblock entsprechen, der als Teil des Kompressionszustands gespeichert ist. Jede komprimierte Anfangsdatenblock enthält eine minimale Menge an Information. Die in dem komprimierten Anfangsdatenblock geförderte Information wird an dem Dekompressor dekomprimiert basierend auf dem ermittelten Kompressionszustand.
Bei RFC 2508 können die in den RTP Anfangsdatenblock-Feldern von einem Paket zum nächsten auftretenden Veränderungen, zum Beispiel der RTP Zeitstempel durch lineare Extrapolation aus dem vorangehenden Anfangsdatenblock vorhergesagt werden, der ohne Fehler empfangen wurde. Somit ist in einem RTP Anfangsdatenblock die Hauptinformation, die gesendet wird, eine Sequenz-Zahl, die zur Paket-Verlusterfassung verwendet wird. Um eine Sitzung zu beginnen oder einen Kompressionszustand zwischen einem Kompressor und Dekompressor zu resynchronisieren wird ein Paket mit einem vollen Anfangsdatenblock (FH) vom Kompressor an den Dekompressor gesendet. Der FH enthält alle Informationen des Anfangsdatenblocks des Pakets und wird verwendet (gespeichert) als ein Referenzanfangsdatenblock. Nachdem eine Sitzung eingeleitet wurde oder eine Resynchronisierung stattgefunden hat werden alle nachfolgenden Pakete mit komprimierten Anfangsdatenblöcken gesendet. Die Anfangsdatenblöcke sind beispielsweise aus zwei Typen.
Der erste Typ von komprimiertem Anfangsdatenblock wird verwendet, wenn die nachfolgenden Anfangsdatenblöcke der nachfolgend gesendeten Pakete in linearer Weise aus dem vorangegangenen Anfangsdatenblock extrapoliert werden können. Bei dieser Anordnung sendet der Kompressor Sequenz-Zahlen als komprimierte Anfangsdatenblöcke. Dieser Typ von komprimierten Anfangsdatenblock wird als zweitrangiger (SO) Anfangsdatenblock bezeichnet. Der zweite Typ von komprimiertem Anfangsdatenblock wird verwendet, wenn die nachfolgenden Anfangsdatenblöcke der nachfolgend gesendeten Pakete nicht in linearer Weise extrapoliert werden können. Bei dieser Anordnung sendet der Kompressor zusätzliche Information einschließlich der Sequenz-Zahl als komprimierte Anfangsdatenblöcke. Dieser Typ von komprimiertem Anfangsdatenblock wird als erstrangiger (FO) Anfangsdatenblock bezeichnet. Der FO-Anfangsdatenblock enthält zusätzliche Information, die erforderlich ist, um die komprimierten Anfangsdatenblöcke der nachfolgend gesendeten Pakete exakt zu dekomprimieren. In RFC 2508 werden alle Anfangsdatenblöcke, die dekomprimiert werden, als Referenzanfangsdatenblöcke gespeichert. Um den laufenden Anfangsdatenblock zu dekomprimieren, muss der Dekompressor den vorangehenden Anfangsdatenblock korrekt dekomprimiert haben. In der Praxis ist es für Pakete mit komprimierten Anfangsdatenblock nicht ungewöhnlich, dass sie während der Sendung verloren gehen oder unbrauchbar werden. Dies führt dazu, dass der Kompressor und Dekompressor für eine erweiterte Zeit in einem suboptimalen Zustand bleiben. Dasselbe kann aufgrund von Umlauf-Verzögerungen beim Empfang von Paketen mit komprimierten Anfangsdatenblöcken auftreten. Demzufolge können Datenströme, die durch den Kompressor und Dekompressor verarbeitet werden, zusätzliche Bandbereite benötigen.
Um Anfangsdatenblock-Kompressionsschema, das in RFC 2508 beschrieben wird zu verbessern, werden Bestätigungen von dem Dekompressor an den Kompressor gesandt, die den Erhalt eines FH oder FO-Anfangsdatenblock-Pakets anzeigen. Der Kompressor schaltet in Reaktion auf eine Bestätigung, die den Empfang eines FH-Pakets anzeigt, in einen FO-Zustand und beginnt mit der Sendung von FO-Anfangsdatenblock-Pakete, wenn lineare Extrapolation nicht durchgeführt werden kann, oder schaltet in den SO-Zustand und beginnt mit der Sendung SO-Anfangsdatenblock-Paketen, wenn eine lineare Extrapolation durchgeführt werden kann. Ähnlich einem FH-Paket schaltet der Kompressor in Reaktion auf eine Bestätigung, die den Empfang eines FO-Anfangsdatenblock-Pakets anzeigt, in den SO-Zustand und beginnt mit der Sendung von SO-Anfangsdatenblock-Paketen.
In fehler- beziehungsweise verlustanfälligen Kommunikationsumgebungen, zum Beispiel der Zellularen, kann der Dekompressor nicht sicher sein, dass die Bestätigung von dem Kompressor sauber erhalten wurde, bis er ein verändertes Verhalten auf der Seite des Kompressors sieht. Der Dekompressor ist sich nämlich in einer herkömmlichen Vorrichtung nicht bewusst, dass die Bestätigung sauber erhalten wurde, bis er sieht, dass der Kompressor sein Verhalten geändert hat. Das heißt, dass der Dekompressor die FO-Anfangsdatenblock-Pakete anstelle der FH-Pakete oder die SO-Anfangsdatenblock-Pakete anstelle der FO-Anfangsdatenblock-Pakete sieht. In der Zwischenzeit setzt der Dekompressor das Senden von Bestätigungen an Anfangsdatenblöcke jeder der empfangenen Pakete fort. Ferner bleibt der Dekompressor in einer herkömmlichen Vorrichtung unbewusst, dass die Bestätigung sauber erhalten wurde aufgrund von Umlauf-Verzögerungen beim Empfangen von Paketen, die aus dem veränderten Verhalten des Kompressors resultieren. Somit leiden herkömmliche Verfahren an dem Nachteil einer uneffektiven Benutzung der Bandbreite des Netzwerks.
1 erläutert grafisch die uneffiziente Verwendung der Bandbreite eines Netzwerks, die sich aus dem Senden von Bestätigungen in Reaktion auf jedes einzelne FH-Paket oder FO-Anfangsdatenblock-Paket ergibt, auch nachdem eine erste Bestätigung gesendet wurde. Dementsprechend wird eine Bestätigung von dem Dekompressor zu dem Kompressor jedes Mal, wenn ein FH-Paket FO-Anfangsdatenblock-Paket erhalten wird gesendet, welche den Empfang des FH-Pakets oder de FO-Anfangsdatenblock-Pakets bestätigt. In 1 wird angenommen, dass zur Zeit t₀ ein FO(n) Anfangsdatenblock-Paket von dem Kompressor gesendet und von dem Dekompressor zur Zeit t₁ erfasst wird. Ferner sendet der Dekompressor zur Zeit t₁ ein Reaktion auf das FO(n)- Anfangsdatenblock-Paket eine Bestätigung (ACK(n)) an den Kompressor. In 1 wird angenommen, dass T_dd die Übertragungsverzögerung von dem Dekompressor zu dem Kompressor ist, wobei T_du die Übertragungsverzögerung von dem Kompressor zu dem Dekompressor ist, und die T_samp das Zeitintervall zwischen aufeinanderfolgenden Medienproben ist, die in das Paket eingefügt sind, wobei ACK(n) eine Bestätigung ist, die von dem Dekompressor bei Empfang eines FH-Pakets oder eines FO(n)- Anfangsdatenblock-Pakets gesendet wird und SO (n + (T_dd + T_du)/T_samp) ein SO- Anfangsdatenblock-Pakets ist, das durch den Kompressor in Reaktion auf den Erhalt des ACK(n) gesendet wird.
Gemäß 1 werden von der Zeit t₀ an den Kompressor fortlaufend FO- Anfangsdatenblock-Pakete bis zur Zeit t₁ geschickt bis das ACK(n) bei dem Kompressor t₂ empfangen wurde. Der Dekompressor in Reaktion auf jedes FO-Anfangsdatenblock-Paket, das nachfolgend auf das FO(n)- Anfangsdatenblock-Paket gesendet wird, sendet ein ACK an den Kompressor. Zur Zeit t₂ beginnt der Kompressor, sobald das ACK(n) empfangen wurde, mit der Sendung von SO- Anfangsdatenblock-Paketen an den Dekompressor. Zu einer Zeit nach der Zeit t₂ empfängt der Dekompressor das erste der SO- Anfangsdatenblock-Pakete, wodurch angezeigt wird, dass das ACK(n) sauber an dem Kompressor empfangen wurde. Der Dekompressor stoppt dann die Sendung von ACKs an den Kompressor.
Somit werden, wie in 1 klar erläutert, in der Zeit t₀ und t₂ FO- Anfangsdatenblock-Pakete weiterhin von dem Kompressor gesendet und der Dekompressor sendet in Reaktion auf jedes dieser FO- Anfangsdatenblock-Pakete ein ACK, wodurch wertvolle Bandbreite in dem Netzwerk besetzt wird. Daher verursacht das herkömmliche Verfahren einen ineffizienten Gebrauch der Bandbreite des Netzwerks.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung liefert gemäß Anspruch 1 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausschalten des ineffizienten Gebrauchs der Netzwerk-Bandbreite, der durch zahlreiche Bestätigungen verursacht wird, welche von dem Empfänger an den Sender gesendet werden, und zwar durch Bereitstellen einer knappen Rückkoppelung von dem Empfänger an den Sender um den Empfang von Paketen mit Anfangsdatenblöcken anzuzeigen, die als Referenz-Anfangsdatenblöcke verwendet werden sollen.
Die vorliegende Erfindung ist anwendbar auf ein Netzwerk-System, bei dem die Spektraleffizienz ein Anliegen ist. Die vorliegende Erfindung kann auch angewendet werden, wenn die Kompression der Anfangsdatenblöcke der Pakete, die in einem Netzwerk-System übertragen werden, einige Nützlichkeiten in der Verwendung der Bandbreite des Netzwerk-Systems bereitstellen. In einem solchen Netzwerk-Systems wird ein Kompressionszustand auf einer Verbindung oder einem Kommunikationskanal zwischen einem Sender (Kompressor) und einem Empfänger (Dekompressor) so errichtet, dass die zwischen dem Kompressor und dem Dekompressor auf dem Link oder dem Kommunikationskanal gesendeten Pakete mit komprimierten Anfangsdatenblöcken gesendet werden. Der Kompressionszustand wird errichtet durch Speichern von Information entsprechend der Information, die in Anfangsdatenblock eines Pakets als ein Kontext sowohl in dem Kompressor als auch in dem Dekompressor enthalten ist, wenn der Anfangsdatenblock als ein Referenz-Anfangsdatenblock verwendet werden soll. Der Kompressor und Dekompressor können beispielsweise jeweils getrennte Vorrichtungen sein, die in dem Netzwerk-System bereitgestellt sind oder können vorgesehen werden als ein Teil beispielsweise eines Routers, eines Hosts, eines Terminals oder einer anderen solchen Vorrichtung, die in dem Netzwerk-System enthalten ist.
In der vorliegenden Erfindung wird ein Paket mit dem als Referenz-Anfangsdatenblock zu verwendenden Anfangsdatenblock von dem Sender an den Empfänger geschickt. Solch ein Pakte kann beispielsweise ein FH-Paket oder ein FO-Paket sein. Gemäß der vorliegenden Erfindung empfängt der Empfänger das Paket mit dem Referenz- Anfangsdatenblock und liefert in Reaktion darauf eine Rückmeldung beziehungsweise Feedback an den Sender, die den Erhalt des Pakets mit dem Referenz- Anfangsdatenblock anzeigt. Nachdem die Rückmeldung geliefert wurde, wartet der Empfänger eine vorbestimmte Zeitdauer, bevor er ein weiteres Feedback in Reaktion auf ein weiteres Paket mit einem Referenz-Anfangsdatenblock liefert, das durch den Sender gesendet wird.
Die vorbestimmte Zeitdauer, die der Empfänger wartet, bevor er ein weiteres Feedback liefert, ermöglicht den Erhalt von Information von dem Sender, die anzeigt, dass der Sender das Feedback erhalten hat. Die vorbestimmte Zeitdauer kann beispielsweise der Umlaufzeit eines Pakets entsprechen, das von dem Empfänger an den Sender und zurück gesendet wird.
Die von dem Sender an den Empfänger zurückgeleitete Information als Reaktion auf das Feedback kann beispielsweise eine Information sein, die anzeigt, dass der Sender sein Verhalten geändert hat. Speziell kann die Information beispielsweise ein Paket sein, das einen komprimierten Anfangsdatenblock hat, der dem Referenz-Anfangsdatenblock entspricht. Solch ein Paket kann beispielsweise ein SO- Anfangsdatenblock sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung besser erschließen, wenn diese zusammen mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird, in welchen:
1 den ineffizienten Gebrauch der Bandbreite eines Netzwerk-Systems gemäß einem herkömmlichen Verfahren erläutert,
2 ein Beispiel einer Netzwerk-System-Architektur gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert,
3 den effizienten Gebrauch der Bandbreite eines Netzwerk-Systems gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung erläutert, und
4 den effizienten Gebrauch der Bandbreite eines Netzwerk-Systems gemäß dem Verfahren er vorliegenden Erfindung erläutert.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung werden beispielsweise in den 2 bis 4 erläutert. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist und in anderen Architekturen implementiert sein kann. Die vorliegende Erfindung wird nachstehend beschrieben in ihrer Anwendung auf ein System, wobei ein Kompressor und ein Dekompressor verwendet werden, um Pakete mit Kompressor-Anfangsdatenblöcken zu senden. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auf ein beliebiges System Anwendung finden, bei dem die Bandbreite einen Erhalt und eine Reduktion der Anzahl von Bestätigungen von einem Empfänger an einen Sender benötigt, die Bandbreite effizient verbessern würde.
Das Netzwerk-System der vorliegenden Erfindung, wie es in 2 erläutert wird, liefert ein Terminal 102, das mit einem IP-Netzwerk 108 verbunden ist. Das Terminal 102 kann beispielsweise ein Personalcomputer, eine Telefonvorrichtung, ein Host, ein Laptop oder irgendeine andere Vorrichtung sein, die eine Verarbeitung gemäß IP/TRP/UDP ausführt. Insbesondere kann das Terminal 102 Pakete von Sprachproben liefern, die gemäß RTP formatiert sind zur Übertragung über das IP-Netzwerk 108. Um dies zu erreichen, weist das Terminal 102 einen RTP-Endpunkt 104 auf, der das Terminal 102 (beispielsweise mit IP-Adresse, Portzahl, etc.) als entweder Quelle, oder als Ziel von RTP-Paketen identifiziert. Während das IP-Netzwerk als Beispiel genannt ist, können andere Typen von paketvermittelten Netzwerken an dessen Stelle verwendet werden. Das Terminal 102 weist einen lokalen Zeitgeber 103 auf, um einen Zeitstempel zu generieren.
Eine Access Network Infrastucture (ANI) 110 ist mit dem IP-Netzwerk 108 verbunden. Ein drahtloses Terminal 130 ist über einen Funkfrequenz (RF)-Link 140 mit dem ANI 110 verbunden. Der RF-Link 140 schließt ein einen Aufwärts-Link 142, welcher Daten von dem Terminal 130 an das ANI 110 schickt und einen Abwärts-Link 144, der Daten von dem ANI 110 an das Terminal 130 sendet. Das ANI 110 schafft eine Schnittstelle mit einem oder mehreren drahtlosen oder Funk-Terminals, die das Terminal 130 aufweisen, die in unterschiedlichen Gebieten oder einer Region zu dem IP-Netzwerk 108 gelegen sind. Das ANI 110 führt Funktionen durch, zum Beispiel das Konvertieren zwischen drahtgebundenen Signalen, die durch das IP-Netzwerk 108 geliefert werden und drahtlosen oder Funksignalen (RF), die durch Terminals, wie das Terminal 130, geliefert werden. Somit ermöglicht das ANI 110 RTP-Pakete, die von dem IP-Netzwerk 108 empfangen und über den RF-Link 140 an das Terminal 130 gesendet werden und erlaubt, dass RTP-Pakete, die beispielsweise von Terminal 130 empfangen wurden, über das IP-Netzwerk 108 an beispielsweise das Terminal 102 gesendet werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist das ANI 110 einen oder mehrere ANI-Adaper (ANI AD) auf, zum Beispiel ANI AD 112 und ANI AD 114. Jeder der ANI AD's weist einen Zeitgeber 113 auf und führt eine Anfangsdatenblock-Kompression auf RTP-Paketen durch, bevor diese Pakete auf dem Abwärts-Link 144 an Terminal 130 geschickt werden und führt eine Anfangsdatenblock-Dekompression auf RTP-Paketen durch, nachdem diese auf dem Aufwärts-Link 142 von Terminal 130 gesendet werden. Der Anfangsdatenblock jedes Pakets weist eines oder mehrere Felder zum Beispiel für eine Zeitstempel-Feld auf. Der Anfangsdatenblock jedes Pakets, das von dem IP-Netzwerk 108 erhalten wird, ist gemäß der RFC 2508 durch ANI AD 112 komprimiert und zwar vor der Sendung an Terminal 130 auf dem Abwärts-Link 144. Der Anfangsdatenblock jedes Pakets, das von dem Terminal 130 über den Aufwärts-Link 142 erhalten wird, wird gemäß RFC 2508 dekomprimiert durch ANI AD 112 vor der Sendung an das IP-Netzwerk 108. Daher dient jeder ANI AD als ein Kompressor und/oder als ein Dekompressor (Kompressor/Dekompressor 115). Somit kann die Kompressor-/Dekompressor-Funktion gemäß RFC 2508 in einer der Vorrichtungen implementiert sein, die in dem System enthalten sind (z. B. Router, Hosts, Telefonvorrichtungen, etc.).
Jedes ANI AD bildet Schnittstellen mit Terminals, die in einem spezifischen Gebiet innerhalb einer Region zu dem IP-Netzwerk 108 gelegen sind und macht Gebrauch vom Zeitgeber 113 zum Implementieren von Zeitgeber-basierenden Kompressions-/Dekompressionsverfahren. ANI AD 112 weist ferner ein Ziffer-Reduktions-Funktion (JRF) 116 auf, die daran arbeitet, das Zittern (Jitter) auf Paketen (oder Anfangsdatenblöcken) zu messen, die über das IP-Netzwerk 108 empfangen werden und alle Pakete/Anfangsdatenblöcke mit übermäßigem Zittern zu verwerfen. Zusätzliche ANI's zum Beispiel ANI 120 sind beispielsweise vorgesehen, um andere Terminals zu erbinden, die in anderen Gebieten oder anderen Regionen zu dem IP-Netzwerk 108 angeordnet sind. Das ANI 120 weist ähnlich einen oder mehrere ANI-AD's auf, zum Beispiel ANI AD 122, welcher wenigstens einen Zeitgeber und eine JRF aufweist, wie oben beschrieben.
Das Terminal 130 weist einen RTP-Endpunkt 132 auf, der das Terminal 130 (z. B. mit IP-Adresse, Portzahl, etc.) als eine Quelle und/oder ein Ziel von RTP-Paketen identifiziert. Das Terminal 130 weist auch einen Terminal-Adapter (TERM AD) 136 auf, der eine Anfangsdatenblock-Kompression auf den Anfangsdatenblöcken der zu übertragenden Paketen über den Aufwärts-Link 142 und eine Anfangsdatenblock-Dekompression auf den Anfangsdatenblöcken der über den Abwärtslink 144 empfangenen Pakete durchführt. Somit dient TERM_AD 136 als ein Kompressor oder ein Dekompressor (Kompressor/Dekompressor 137) ähnlich dem ANI AD. Der TERM_AD 136 weist einen Timer 134 auf, um eine Annährung eines RTP-Zeitstempels eines laufenden Anfangsdatenblocks zu berechnen und um die verstrichene Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden empfangenen Paketen zu messen.
Die in 2 erläuterte Konfiguration ist ein Beispiel für ein System, in dem die vorliegende Erfindung verwirklicht ist, wobei RTP-Pakete gesendet werden über einen Link oder über einen Kommunikationskanal, zum Beispiel einen drahtlosen Link 140, bei dem die Bandbreite sehr groß ist und Fehler nicht ungewöhnlich sind. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf einen drahtlosen Link beschränkt, sondern kann in der Tat auf eine breite Vielzahl von Links oder Kommunikationskanälen einschließlich drahtgebunden Links angewendet werden. Die vorliegende Erfindung kann beispielsweise Anwendung finden bei Paketen, die für Sprache-über-IP-Netzwerke oder IP-Telefonie verwendet werden.
Um die Merkmale der vorliegenden Erfindung, soweit sie 2 betreffen, zu erläutern, werden die folgenden Annahmen gemacht. Daten, die beispielsweise Sprache in Form von Paketen aufweisen, werden von Terminal 102 durch das IP-Netzwerk 108 zum Terminal 130 über ANI 110, ANI AD 112 und den Abwärts-Link 144 übertragen. Um die Bandbreite des Abwärts-Links 144 zu erhalten, werden die Anfangsdatenblöcke jedes der Pakete, die von dem Terminal 102 gesendet werden, durch den Kompressor/Dekompressor 115 komprimiert, der einen Teil des ANI AD 112 bildet. Die Pakete mit den komprimierten Anfangsdatenblöcken werden durch den Kompressor/Dekompressor 115 über den Abwärts-Link 114 zum Terminal 130 gesendet. Das Terminal 130, das einen Kompressor/Dekompressor 137 aufweist, dekomprimiert die Anfangsdatenblöcke der Pakete, die über den Abwärts-Link 144 gesendet wurden, um die ursprünglichen Pakete zu erhalten. Die ursprünglichen Pakete werden dann durch das Terminal 130 bearbeitet.
Um eine Sitzung zwischen dem Kompressor/Dekompressor 115 und dem Kompressor/Dekompressor 137 einzuleiten oder einen Kompressionszustand zwischen dem Kompressor/Dekompressor 115, der als Kompressor dient und dem Kompressor/Dekompressor 137, der als Dekompressor dient zu resynchronisieren, wird ein Paket, das einen Referenz-Anfangsdatenblock enthält, zum Beispiel einen vollen Header (FH) oder einen erstrangigen (FO) von dem Kompressor 115 zu dem Dekompressor 137 gesendet. Der FH oder FO Header enthält Information entsprechend den Feldern eines Headers beziehungsweise Anfangsdatenblocks eines Pakets. Eine solche Information wird als ein Referenz-Header (Kontext) in dem Kompressor 115 und in dem Dekompressor 137 gespeichert. Nachdem eine Sitzung initialisiert wurde oder eine Resynchronisation durchgeführt wurde werden alle nachfolgenden Pakete, die von dem Kompressor 115 zu dem Dekompressor 137 zu senden sind mit komprimierten Headern gesendet. Die komprimierten Header können beispielsweise auch von zwei Typen sein. Der erste Typ des komprimierten Headers wird benutzt, wenn die Header der nachfolgenden gesendeten Pakete in einer linearen Weise von dem Referenz-Header extrapoliert werden können. Dieser Typ des Headers wird als ein zweitrangiger (SO) Header bezeichnet. Der FO Header ist der zweite Typ des komprimierten Headers. Der FO wird verwendet, wenn die Header der nachfolgenden gesendeten Pakete nicht in einer linearen Weise von dem Referenz-Header extrapoliert werden können. Wie bereits geschildert, werden sowohl die FH, als auch die FO Header als Referenz-Header verwendet.
Auf Empfang des FH-Pakets oder eines FO-Pakets liefert der Dekompressor 137 eine Rückmeldung an den Kompressor 115, welche den Empfang des FH-Pakets oder des FO-Pakets anzeigt. Es sollte beachtet werden, dass der Kompressor 115 fortsetzt, FH-Pakete oder FO-Pakete zu senden, bis ein Feedback von dem Dekompressor empfangen wurde, welches den sauberen Empfang des FH-Pakets oder des FO-Header-Pakets anzeigt. Die Rückmeldung von dem Dekompressor 137 wird an den Kompressor 115 über den Aufwärts-Link 142 gesendet.
In dem herkömmlichen Verfahren wird eine Bestätigung durch den Dekompressor 137 in Antwort auf jedes einzelne FH-Paket oder FO-Header-Paket gesendet, die kontinuierlich durch den Kompressor 115 gesendet werden. Somit verwendet das herkömmliche Verfahren ineffizient die Bandbreite des Aufwärts-Links 142.
Die vorliegende Erfindung erhält die Bandbreite in dem Aufwärts-Link 142 durch Veranlassen des Dekompressors 137, ein Feedback in Reaktion auf ein FH-Paket oder ein FO-Header-Paket zu senden und dann eine vorbestimmte Zeitdauer zu warten, bevor ein weiteres Feedback in Reaktion auf FH-Pakete oder FO-Header-Pakete gesendet wird, die kontinuierlich durch den Kompressor 115 gesendet werden. Somit überträgt der Kompressor 137 ein Feedback über den Aufwärts-Link 142 in Reaktion auf das FH-Paket oder das FO-Header-Paket und wartet auf eine Anzeige von dem Kompressor 115, dass das Feedback empfangen wurde. Wenn, nachdem die vorbestimmte Zeitdauer abgelaufen ist, eine Anzeige, dass der Kompressor 115 das Feedback erhalten hat, nicht empfangen wurde, dann sendet der Dekompressor 137 ein weiteres Feedback in Reaktion auf ein nachfolgend gesendetes FH-Paket oder FO-Header-Paket.
Die vorbestimmte Zeitdauer, während der der Kompressor 137 wartet, bevor er ein weiteres Feedback in Reaktion auf ein nachfolgend gesendetes FH-Paket oder FO-Header-Paket sendet, ermöglicht Zeit für die Rückmeldung, um den Aufwärts-Link 142 zum Kompressor 115 zurückzulegen und Zeit für die Anzeige des Empfangs des Feedbacks durch den Kompressor 115, um den Abwärts-Link 144 zurück zum Dekompressor zurückzulegen. die vorbestimmte Zeitdauer könnte beispielsweise dem der Umlaufzeit (RTT) entsprechen, die benötigt wird, für ein Paket, das von dem Dekompressor 137 zu dem Kompressor 115 gesendet wird über den Aufwärts-Link 142, und für das Paket, um über den Abwärts-Link 144 zu dem Dekompressor 137 zurückzukehren. Die Information von dem Kompressor 115, die anzeigt, dass der Kompressor das Feedback erhalten hat, könnte eine Information sein, dass der Kompressor 115 sein Verhalten verändert hat, beispielsweise durch Senden von SO-Header-Paketen.
Das Basismerkmal dieser Erfindung liegt darin, dass es wahrscheinlicher ist, als nicht, dass das Feedback, gesendet durch den Dekompressor 137 zu dem Kompressor 115, sauber den Link zwischen dem Dekompressor 137 und dem Kompressor 115 zurücklegt, um den Kompressor zu veranlassen, sein Verhalten zu ändern. Da es wahrscheinlicher ist, als nicht für das Feedback, den Link zwischen dem Dekompressor 137 und dem Kompressor 115 sauber zurückzulegen, wäre es nur zu seltenen Gelegenheiten der Fall, dass das Feedback nicht vom Kompressor 115 empfangen wird. Wenn so etwas auftritt, sendet der Dekompressor erneut ein weiteres Feedback in Reaktion auf ein nachfolgend gesendetes FH-Paket oder FO-Header-Paket.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung wird insbesondere erläutert in 3. In 3, ähnlich zur 1, bei der Tdd die Übertragungsverzögerung von dem Kompressor 137 zu dem Kompressor 115 ist, ist Tdu die Übertragungsverzögerung von dem Kompressor zu dem Dekompressor 137, T_samp das Zeitintervall zwischen aufeinander folgenden Medienproben HDR(n) ein Paket mit einem Header, der als ein Referenz-Header (FH oder FO-Header) verwendet werden kann, gesendet von dem Kompressor 115 mit einer Sequenznummer n, FB(n) ein Feedback, gesendet von dem Dekompressor 137 an den Kompressor 115 auf Empfang eines Pakets mit dem Header HDR(n), T_round die Umlauf- beziehungsweise Rundlauf-Verzögerung für ein Paket um den Link zwischen dem Dekompressor 137 und dem Kompressor 115, und zurück, zurückzulegen, wobei T_round gleich T_dd + T_du, wobei CH ein Paket ist, mit einem komprimierten Header, der von dem FO sub-optimalen Zustand oder dem SO mehr-optimalen Zustand sein kann.
Wie erläutert in 3 überträgt der Kompressor 115 zur Zeit t₀ ein Paket mit einem Header HDR(n) zu dem Dekompressor 137. Zur Zeit t₁ erfasst der Dekompressor 137 das Paket mit dem Header HDR(n) und in Reaktion darauf sendet er das Feedback FB(n) zu dem Kompressor 115. In der Zwischenzeit setzt der Kompressor 115 das Senden von Paketen mit dem Header HDR durch über die Zeit t₁ fort. Der Dekompressor 137 wartet nach Senden des Feedbacks FB(n) zu dem Kompressor 115 eine vorbestimmte Zeitdauer entsprechend beispielsweise T_round. Mit anderen Worten, sendet der Dekompressor 137 kein weiteres Feedback auf irgendwelche weiteren Pakete mit dem Header HDR, bis die Zeit T_roun _d verstrichen ist.
Sobald der Kompressor 115 das Feedback FB(n) zur Zeit t2 erhält, ändert der Kompressor 115 sein Verhalten und beginnt damit, Pakete mit komprimierten Headern CH(n + T_dd + T_du)/T_samp) zu senden. Der Dekompressor 137 empfängt die CH(n + T_dd + T_du)/T_samp) Pakete mit den komprimierten Headern von dem Kompressor 115, wodurch angezeigt wird, dass das Feedback FB(n) sauber von dem Kompressor 115 empfangen wurde.
4 erläutert eine Situation gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der das Feedback FB(n) verloren wurde, beispielsweise aufgrund eines Linkebenen-Fehlers. In einer solchen Situation wartet der Dekompressor 137 bis die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, und bestätigt dann, das keine Information oder Anzeige von dem Kompressor 115 gesendet wurde, dass das Feedback FB(n) erhalten wurde. Der Dekompressor 137 sendet sodann ein weiteres Feedback FB an den Kompressor 115 in Reaktion auf ein nachfolgend gesendetes Paket mit einem Header HDR und wartet für eine weiter vorbestimmte Zeitdauer. Wenn natürlich der Kompressor 115 keine Anzeige sendet, dass ein erneut gesendetes Feedback FB empfangen wurde, dann wenigstens würden der Kompressor 115 und der Dekompressor 137 in einem sub-optimalen Zustand verbleiben. Der sub-optimale Zustand liegt vor, wenn Pakete mit Headern, die als Referenz-Header verwendet werden (FH oder FO) gesendet werden.
Auch wenn eine Anzeige des Erhalts des Feedbacks nicht erhalten wurde, liefert die vorliegende Erfindung Vorteile, die darin liegen, dass eine reduzierte Anzahl von Feedbacks entstehen, die von dem Dekompressor 137 zu dem Kompressor 115 gesendet werden, und zwar in Bezug auf die Anzahl der Betätigungen, die gemäß herkömmlichen Verfahren gesendet würden. Gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgende Feedbacks nur gesendet, nachdem die vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist. Somit liefert die vorliegende Erfindung eine knappe beziehungsweise spärliche Anzahl von Feedbacks, die von dem Dekompressor 137 zu dem Kompressor 115 gesendet werden.
Gemäß den obigen Ausführungen liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausschalten des ineffizienten Gebrauchs von Netzwerk-Bandbreiten, die durch zahlreiche Bestätigungen verursacht werden, die von einem Empfänger an einen Sender überragen werden. Die vorliegende Erfindung leistet dies durch Bereitstellen eines knappen Feedbacks von dem Empfänger zu dem Sender, um den Empfang von Paketen anzuzeigen, die Header haben, die als Referenz-Header verwendet werden sollen. Genauer gesagt, liefert die vorliegende Erfindung auf Empfang eines Pakets mit einem Referenz-Header dem Empfänger ein Feedback, das den Empfang des Pakets mit dem Referenz-Header anzeigt. Der Empfänger wartet dann eine vorbestimmte Zeitdauer, bevor er ein weiteres Feedback in Reaktion auf ein weiteres Paket mit einem Referenz-Header sendet. Diese Zeitdauer erlaubt es für das Feedback, den Link zwischen dem Empfänger und der Information zu durchlaufen, welche anzeigt, dass der Sender das Feedback erhalten hat, um den Link zwischen dem Sender und dem Empfänger zu durchqueren. Somit macht die vorliegende Erfindung effizienten Gebrauch von der Bandbreite eines Netzwerks durch Liefern einer knappen Anzahl von Feedbacks auf einen Sender, der den Empfang eines Pakets beispielsweise mit einem Referenz-Header betätigt.
So wie die vorliegende Erfindung im Detail beschreiben und mit den begleitenden Zeichnungen erläutert wurde, ist sie nicht beschränkt auf solche Details, da viele Veränderungen und Modifikationen vorgenommen werden können die für Fachleute auf diesem Gebiet klar ersichtlich zeigen, dass sie sich innerhalb des Umfangs der Erfindung bewegen.

Claims

Verfahren für ein System mit einem Sender, welcher eine Vielzahl von Paketen an einen Empfänger sendet, wobei jedes der Pakete einen Anfangsdatenblock umfasst, wobei das Verfahren eine knappe Rückmeldung von dem Empfänger zu dem Sender bereitstellt, um ein Empfangen eines Pakets mit einem Anfangsdatenblock anzuzeigen, welcher als Referenzanfangsdatenblock verwendet werden soll, und umfassend: Senden eines Pakets von dem Sender zu dem Empfänger, welches einen Anfangsdatenblock aufweist, der als ein Referenzanfangsdatenblock verwendet werden soll; Empfangen des Pakets mit dem Referenzanfangsdatenblock in dem Empfänger, und in Antwort darauf Bereitstellen einer Rückmeldung von dem Empfänger zu dem Sender, welche einen Empfang des Pakets mit dem Referenzanfangsdatenblock anzeigt; und gekennzeichnet durch Warten für eine vorbestimmte Zeitdauer bevor eine weitere Rückmeldung bereitgestellt wird in Antwort auf ein weiteres Paket mit dem Referenzanfangsdatenblock, um den Empfang von Information in dem Empfänger zu ermöglichen, welche anzeigt, dass der Sender die Rückmeldung erhalten hat.