JP2003500933A - インターネットプロトコルを使用する遠隔通信のための方法および装置 - Google Patents
インターネットプロトコルを使用する遠隔通信のための方法および装置Info
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Abstract
Description
方法に関し、特に、有利なデータ圧縮構成に関する。
ターネットを使用して音声サービスおよびデータサービスを提供できれば有利で
あるが、各パケットヘッダ中でリアルタイムトランスポートプロトコル(RTP
)、ユーザデータグラムプロトコル(UDP)、およびインターネットプロトコ
ル(IP)の合成ヘッダを伝送する必要性があることは欠点である。この3つの
ヘッダは、それぞれ、パケット当り20バイト、8バイト、12バイトであり、
この40バイトロードは、GSM FRとして知られる音声符号化システムにお
ける20ミリ秒間23バイトの音声ペイロードのほぼ2倍である。ワイヤレスリ
ソース/帯域幅は、地上線構成よりも高価であることがよく知られており、より
大きなヘッダロードのオーバーロードは、深刻な欠点である。
rfc2508.txtの「Compressing IP/UDP/RTP
Headers for Low−Speed Serial Links」に
、S CasnerおよびV Jacobsonが開示する1つの解決法は、R
TP/UDP/IPヘッダを圧縮することである。これらのヘッダを圧縮および
圧縮解除するためのプロトコルが定義されて、2バイトから5バイトの縮減を実
現することができる。ただし、その大きな欠点は、圧縮パケットが損失された場
合、それを再伝送しなければならず、誤り回復機構が必要不可欠であり、したが
って、品質を保つためには、往復時間が短くなければならないことである。さら
に、無線ベアラ容量が回線音声サービス用に設計され、したがって、リンク層P
DUサイズが音声ペイロードにマッチするように設計されている多くの無線ネッ
トワークでは、さらに2〜5バイトを1つの媒体アクセス制御(MAC)ブロッ
クに入れることさえ困難であり、したがって、圧縮ヘッダを有する1つの音声フ
レームを2つのMACブロックで伝送しなければならない可能性があり、余計な
無線リソースが必要となる、あるいは音声品質の損失がある可能性があり、さら
に、ハンドオーバのため、ネットワーク内で圧縮/圧縮解除ポイントが変化する
可能性がある。それには、圧縮状態を再確立することが必要となり、それには、
まずCONTEXT_STATEメッセージを送信し、次にFULL_HEAD
ERパケットを送信する必要がある。これは、遅延およびパケット損失を引き起
こす。
.1996Q1/0259.htmlの1996年2月のrem−conメーリ
ングリスト上に提示された、S Petrack、Ed EllessonのP
reliminary IETF草稿、「Framework for Com
pressed RTP」では、1バイトの「タイムクリック」数を使用して、
2つの時間関連フィールド(RTP順序番号数およびタイムスタンプ)を圧縮で
きることが示唆され、また別個のRTPセッション制御が、ヘッダの静的部分を
帯域外でシグナリングすることが示唆されているが、どのようにこれを実現する
かの詳細は示されていない。
と、リアルタイムプロトコル層、トランスポート制御プロトコル層、ユーザデー
タグラムプロトコル層、およびインターネットプロトコル層を含むインターネッ
トプロトコルスタックとを含むパケット交換無線ネットワーク用のモバイル局で
あって、音声データを圧縮するコンプレッサ/デコンプレッサと、音声データお
よびコールシグナリングデータを別々に異なるデータ形式で、モバイル局のリン
ク層とエアインターフェースに送信する手段とをさらに含むモバイル局が提供さ
れる。
ターフェース内の物理層の上にある)とIP層の間に配置され、音声データとコ
ールシグナリングデータの両方を受信する。
oIPアプリケーション層の間に配置され、音声データを受信する。
に関連する信号を受信するように構成されたコンプレッサ/デコンプレッサ手段
がその中に存在する少なくとも1つのネットワーク要素とを含むパケット交換無
線ネットワークが提供される。
ットワークを動作させる方法であって、コールシグナリングおよびその他のデー
タから音声データを分離することを含み、それによって、音声データを含む各パ
ケットは、圧縮されたまたは除去されたRTP/UDP/IPヘッダを備えるこ
とができる方法が提供される。
よび圧縮解除する第1方法は、各圧縮ヘッダ内に、パケットペイロードのサンプ
リング時刻を表す周期的にリセットされるtimeclick_numberを
提供すること、および各サンプル持続時間ごとに1ずつtimeclick_n
umberを増加させ、前記リセット周期をカウントして、リセット周期の前記
カウントおよび受信したtimeclick_numberから圧縮解除された
ヘッダを提供するために順序番号数およびタイムスタンプを提供することを含む
。
よび圧縮解除する第2方法は、合成RTP/UDP/IPヘッダを除去し、RL
C/MACペイロード内にデータを入れること、および内部クロックを使ってタ
イムスタンプ値を得ることにより受信パケットを圧縮解除し、連続パケットに対
して1ずつ順序番号数を増加させることを含む。
することにより、パケット交換ネットワーク内でパケットヘッダの圧縮状態を確
立する方法が提供される。
MS)12と、2つの要素、SGSN(サービス提供GPRSサポートノード)
22およびGGSN(ゲートウェイGPRSサポートノード)24から成るパケ
ットコアネットワーク(CN)20にRNC(無線ネットワークコントローラ)
16を介して接続されたいくつかの基地トランシーバ局(ノードB)14(12
、14、16はすべて、無線アクセスネットワークRAN18内にある)とを含
む。CNは、IP/PSTNゲートウェイ26を介して、PSTN(公衆交換電
話網)30およびインターネット28に接続される。 この図では、ネットワークアーキテクチャは、UMTS基準モデルに基づいて
いる。
ービスを実施する一方式は、VoIP技術を使用するものであり、そこでは、モ
バイル局12からのVoIPアプリケーションが、汎用IPアプリケーションと
して扱われ、また符号化された音声が、RTP/UDP/IPパケットに分解さ
れて、エア、RAN18、およびCN20をを介してインターネット28に、ま
たはIP/PSTNゲートウェイ26を介してPSTN30に伝送される。
プリケーションのグラフィカルユーザインターフェースが、通常のIP端末上に
おけるのと同様に動作することができる。音声トラフィックは、下記により詳細
に説明するとおり、そのRTP/UDP/IPヘッダ情報が圧縮または除去され
たリンク層ペイロードとして送信される。
が考慮されている。モバイル局内には、VoIPアプリケーション層68が存在
し、そこからコールシグナリングデータがTCP層66およびUDP/IP層6
5に送信される。音声データはRTP/UDP層67およびIP層65に伝送さ
れる。
64に提供される。これは、合成RTP/UDP/IPヘッダを圧縮するが、コ
ールシグナリングデータは圧縮しない。2つの型のパケット62、63(圧縮お
よび非圧縮)が、RLC/MACプロトコルに入れられ、エアインターフェース
61を通過する。
場合は、プロセスが逆になる。
oIPアプリケーション78に/から音声データ63を送信/受信し、他方、コ
ールシグナリングデータ62は、通常のIP層75、76を通過する。 どちらの構成でも、音声データとコールシグナリングデータは分離される。
0が、エアインターフェース61を介して順次、エアインターフェース61とコ
アネットワーク84の間でデータをトンネル伝送またはリレーする無線アクセス
ネットワーク(RAN)81に、またインターネットを介して任意のIPホスト
85に接続されたCN82内のデコンプレッサCD83に接続されている。
イル局60からCN84内のCD83への経路などには使用されず、代りに、音
声パケットを含むすべてのデータが、リレー/トンネル伝送されるものと想定す
る。パケットは、モバイル60とCD83の間で順に送達されるものと想定する
。さらに、圧縮(音声)パケットを通常の(非圧縮)パケットから区別すること
ができる何らかの機構があり、この区別は、CN84に到達するまで維持できる
ものと想定する。
交換音声サービスと同様のレベルの無線効率レベルを実現することができる。 エラー回復機構が全く必要ないことがさらなる利点であり、また圧縮解除に関
するパケット間の依存関係が存在せず、したがって、パケット損失が圧縮ポイン
トの障害を引き起こすことがない。
しているかのように動作する。ただし、音声パケットは、MS60からCN84
に至るその行程の一部分では、別の方式で扱われる。また、もう一方のIPエン
ドポイント85(ユーザ端末またはIP/PSTNゲートウェイ)から見ると、
RAN81内の要素(MS60、ノードB、およびRNC80)は、エンドポイ
ントとして一組で扱われる。というのは、音声フレーム(データ63)は、CD
83でRTPフレーム化される前に、比較的長い道程を移動する必要があるから
である。
圧縮と圧縮解除の間の往復時間が長いときに、システムが動作すること、IPベ
ースのコールシグナリングの利点が保たれ得ることである。
、「ベストエフォート圧縮」と特徴付けることができ、もう1つは、「ゼロヘッ
ダ圧縮」と特徴付けることができる。両方のアルゴリズムとも、MS64とCN
84の間では、IP/UDP/RTPヘッダが使用されないことに基づくもので
ある。
相対値を送信する(差分符号化により)代りに、Petrackによって示唆さ
れるとおり、絶対値(タイムクリック数)が送信される。圧縮RTPパケット間
の相互関係が存在しないため、パケットの喪失によって、圧縮解除の動作を停止
することはない。
アルゴリズムを使用すると、1バイトだけとすることができる。RTPヘッダ内
の最も重要な情報である、2つの時間関連フィールド、つまりタイムスタンプお
よび順序番号数を、保持する必要がある。前述のPetrackの論文に指摘さ
れるとおり、これらの2つのフィールドは、「タイムクリック数」(1バイト)
で置き換えることができる。この数は、デコンプレッサが適切なタイムスタンプ
(モバイル局60におけるサンプリング時刻を反映する)および順序番号数を付
ける助けとなる。この刊行物は、従来のタイムスタンプおよびRTP数の代りに
、単一の1バイト「タイムクリック」数を各パケットとともに送信することを示
唆している。ただし、前記刊行物には、どのようにタイムスタンプおよび順序番
号数を回復するか、またはどのように帯域外圧縮状態を確立するかの開示は行わ
れていない。
がって、CID(コンテキストID)ビットは、必要ないものと想定される。R
TPヘッダ内のMビットは保存され、各圧縮パケットとともに伝送される。
の情報を含む。各コールエンドごとに、IPアドレス、2つのポート番号(発信
用および着信用)、SSRC等。コールごとに、使用されるコーデックおよびそ
のパラメータ(例えば、サンプリング速度およびサンプル持続時間)。このコー
デックは、両方向に関して同一であると想定する。(そうでなければ、別々に記
憶する必要がある)
後述の帯域外プロトコルを使って行われる。このプロトコルはまた、CD間のハ
ンドオーバの場合に、あるCDから別のCDに状態情報を移す助けにもなる。
ルドがほとんど無損失に保存される。1バイト(8ビット)が、圧縮ヘッダに使
用される。第1ビットは、Mbit用に使用され、他の7ビットは、パケット内
に含まれる音声ペイロードのサンプリング時刻を表すtimeclick_nu
mberに使用される。これは、毎サンプル持続時間ごと、例えば、GSM6.
10符号化の場合は、20ミリ秒ごとに、1ずつ増加される。これは、パケット
が実際には送出されないサイレント期間でも増加され続けることになる。
である。 − IP v4におけるパケットID。パケットIDフィールドは、常に1ず
つ増加され、したがって、通信される必要はないものと想定される。パケット損
失が検出されたとき、ID値は、それに応じて設定される。すべてのパケット損
失が検出できるわけではないので、ID値は、不正確になる可能性がある。
末60からは使用されない(0に設定される)。このフィールドは、ダウンリン
ク方向で使用される場合、ネットワーク内のCDによって0に設定される(この
場合、このフィールドを必要とするアプリケーションに関する終端間エラー検出
が使用不能にされる)。したがって、UDPチェックサムを使用するエラー修正
は、使用不能にされる。
に空でなければならない。ダウンリンク方向では、このリストは変更され得る(
例えば、会議コールの場合)。2者間コールの場合、このリストは変更されない
(空)。
コンプレッサがそれを検出できなかった場合、順序番号数は、RTPプロキシに
よって間違って回復される。これが、パケット損失レートの統計結果の精度に影
響を与える可能性がある。
ケーションが、トランスポート層およびネットワーク層をバイパスして直接に(
図3(b)に示すとおり)アクセスする。明白な利点は効率であるが、アプリケ
ーションの何らかの変更、またはトランスポート層ラップアップが必要となる可
能性がある。コンプレッサに対するサービスアクセスプリミティブは、下記のと
おりであることが可能である。
yload) これら3つのデータアイテムを備える圧縮RTPパケットを生成するのは簡単
である。
スすることが可能であり(図2(a)に示すとおり)、したがって、すべての上
位層は圧縮について知られていないものである。この場合、上位層からパケット
を受け取った時点で、送信元/宛先IPおよびポート番号、ならびに送信元SS
RCの各フィールドも検査する。これら5つのフィールドは、RTPセッション
を識別するものであり、圧縮状態テーブルに照らしてこれらのフィールドを検査
することにより、そのパケットを圧縮するか(そのパケットが、その圧縮状態が
既に確立されているRTPパケットである場合)、それとも非RTPの通常パケ
ットのように扱うかが決定される。そのパケットが、圧縮されるべきRTPパケ
ットである場合、タイムスタンプフィールドをタイムクリック−数にマップする
。次に、前記サービスプリミティブを呼び出すことができる。
は無視される。
とを伝えるマーカとともにリンク層パケットに入れられる。その他の非圧縮パケ
ットは、自らを一般データパケットとしてマーク付けするリンク層パケットに入
れられることになる。
FC 2508と同様の手法を使用して圧縮状態から行われる。
ク数のためのフィールドが7ビットしかないということである。1回の電話コー
ル中に、クリックのカウントが続き、容易にラップアラウンドされる(周期的に
リセットされる)可能性がある。サイレント期間中、コンプレッサによって送信
されるパケットが存在しない場合、このサイレント期間中に経過した時間(いく
つの周期が経過したかで見た)が検出されなければならない。
使用して周期がカウントされ、タイムクリック数を使用して、クロック読取り値
を参照しながら、タイムスタンプフィールドが設定される。このクロックは、粗
い細分性で動作することが可能である。例えば、最大ジッタがT/4未満である
と想定して、クロックは、毎T/4周期ごとに1ずつ増加されることが可能であ
る。この想定は、無難な想定であり、ここで、Tは、7ビットで表される周期の
期間である。これはコーデックパラメータに応じて、通常、数秒間である。
増加される。この番号は、主に、パケット損失を反映させるのに使用する。本発
明による第1アルゴリズムでは、タイムクリック数とMビットの両方の増加を検
査することにより、ヒューリスティックな方法を使用してパケット損失が検出さ
れる。タイムクリック数は、1以外の小さい数(例えば、2、3等)だけ増加さ
れるが、Mビットは設定されていない場合には、何らかのパケット損失が存在す
る可能性が高い。この場合、順序番号数は、タイムクリック数の差だけ増加され
る。所定Mビットを搬送するパケットが失われた場合(この場合、サイレント期
間であるため、タイムクリック数がより大きく増加するのが普通である)、順序
番号数は、やはり1ずつ増加されるはずである。この状況が生じる確率は、極め
て小さい。これが生じ、順序番号数が間違って増加された場合でも、他のRTP
エンドによって認識されるパケット損失レートの統計結果に与える影響はわずか
である(いくつかより多いパケットが損失されたものと報告される)。
)は、コールセットアップ手続きから導出されるはずである。 sr:サンプルレート、この値、例えば、8000は、コールセットアップ手
続きから導出されるはずである。 nb:タイムクリック数に使用するビット数 TSlast:前のパケットに関するタイムスタンプ TSthis:現行パケットに関するタイムスタンプ WTlast:前のパケットに関するウォールクロック読取り値 WTthis:現行パケットに関するウォールクロック読取り値 TNlast:圧縮ヘッダ内の前のパケットのタイムクリック数 TNthis:圧縮ヘッダ内の現行パケットのタイムクリック数 SNlast:前のパケットのRTP順序番号数 SNthisL:現行パケットのRTP順序番号数 T:nbビット(周期)を使用してサンプル持続時間(sd)単位で表される
期間 T=2**nb M:圧縮ヘッダ内の「M」ビットの値 タイムスタンプおよび順序番号数を計算する: TSthis=TSlast+1、ただしM=0かつdelta_tick=
1である場合。 =Tslast+(delta_cycle*(2**nb)+
delta_tick)*sd*sr/1000、そうでない場合。 上式で、 delta_tick=(T+Tnthis−Tnlast) mod T delta_wtick=Wtthis−Wtlast mod T delta_cycle=(Wtthis−Wtlast)/T/*整数部* / delta_cycle=delta_cycle’−1、ただしdelta
wtick<delta tickかつdelta tick−delta
wtick≧T/2である場合。 =delta_cycle’+1、ただしdelta_
tick<delta_wtickかつdelta_wtick−delta_
tick≧T/2である場合。 =delta_cycle’、そうでない場合。 Snthis=Snlast+delta_tick、ただしdelta_t
ick!=1かつdelta_tick<4かつM!=1である場合。
ることが可能である。
テムを介するオーバーレーパケットネットワーク)では、無線ベアラチャネルは
、音声データとともに追加のヘッダ情報を加えることが困難なように設計されて
いる。したがって、音声を「生の」形式(音声のみ)で伝送できるが、それでも
IP電話からの利点のほとんど(例えば、IPベースコールシグナリングが、C
PL、ウェブベースのコール等を可能にする)を維持することが可能かどうか調
べることにする。
の間のパスが制御されたパケットネットワークを介する(例えば、フレームリレ
ーまたはATMを介する)こと、また何らかのQoSが提供されること(配列の
誤りがなく、ジッタおよびパケット損失レートが小さく、このパス上で音声品質
が低下しない)を考慮して、モバイル局とCPの間でIP/UDP/RTPヘッ
ダを完全に除去し、RTPエージェントと呼ばれるボックスをCN内のデコンプ
レッサとして使用することが可能である。
ゲートウェイと同様の役割を果す。アップリンク方向では、モバイル局からの音
声フレームが、IP/UDP/RTPヘッダなしに、ワイヤレスネットワーク内
、例えば、GSM内の回線モード音声と非常に近い方式で、RTPエージェント
まで伝送され、このエージェントが、適切なヘッダを追加して、それらのフレー
ムをVoIPネットワークに送り出す。ダウンリンク方向では、RTPエージェ
ントは、ヘッダを取り除き、それらのフレームをモバイル局まで伝送する。
ビス作成の利点が保持される。同時に、高無線リソース効率の利点が存在する。
他方、モバイル端末は、RTPヘッダ情報を利用する何らかの機能、例えば、パ
ケット損失レートおよびパケット遅延を知る機能を失う可能性があり、またそれ
に応じてプレイバッファを調整することができる。
を使用するとき、 − モバイル局上で、VoIPアプリケーションが、RTPヘッダ内の任意の
時間関連情報を使用する機会を失う。例えば、パケット損失を検出し、ジッタを
計算すること。圧縮自体は、さらなるパケット損失やジッタを導入しないことに
留意されたい。適切なRTCPパケットを生成するのは困難であるが、その代理
でこのジョブを行うようにRTPエージェントに求めることができる。
から見れば、RTPエージェントによって検出される(また、順序番号数のフィ
ールド内およびタイムスタンプのフィールド内に反映される)パケット損失は、
第1アルゴリズムよりも正確さが劣る可能性がある。
リンク)およびそれを取り除く(ダウンリンク)方式は、汎用IP/PSTN媒
体ゲートウェイで使用される方式に似通っている。異なる点は、下記のとおりで
ある。
有する。1つは、PSTN用のものであり、もう1つは、パケットネットワーク
(例えば、IP、ATM)用のものである。このゲートウェイは、回線モードと
パケットモードの間で媒体を変換する。RTPエージェントは、2つのネットワ
ークインターフェースを有し、その両方とも、パケットネットワーク用のもので
ある。
の速度は一定である。この場合、音声フレームは、両方の側でパケットネットワ
ークを介して伝送されるので、ゲートウェイは、より多くのこと、RAN側から
のパケットの着信間時間を調べることにより、正しい順序番号数およびタイムス
タンプを付加するために、パケット損失を検出しようとする必要があり、モバイ
ル端末に代わってRTCPパケットを送信することが必要となる可能性がある。
り除き、音声データだけをRLC/MACメッセージに入れる。コンプレッサに
対するサービスアクセスプリミティブは、下記のとおりであることが可能である
。
ク層からトランスペアレントにアクセスすることができる。この場合、ネットワ
ーク層からパケットを受信すると、このサービスは、送信元/宛先IPのフィー
ルドおよびポート番号、ならびに送信元SSRCも検査する。これら5つのフィ
ールドは、RTPセッションを識別するものであり、圧縮状態テーブルに照らし
てこれらのフィールドを検査することにより、そのパケットを圧縮するか(その
パケットが、その圧縮状態が既に確立されているRTPパケットである場合)、
それとも非RTPの通常パケットのように扱うかを決定する。そのパケットが、
圧縮されるべきRTPパケットである場合、ヘッダを取り除き、前記サービスプ
リミティブを呼び出すことができる。
れが圧縮されるRTPセッションに属するかどうか調べる。そうである場合、R
TP/UDP/IPヘッダが取り除かれ、音声データが、例えば、正しいモバイ
ル端末を宛先とするトンネル伝送プロトコルのペイロードに入れられる。
用される。第1アルゴリズムに関して大きな問題は、どのように時間関連フィー
ルドを回復するかである。これを行う方式が2つ存在する。
って搬送される音声フレームによってカバーされる期間、例えば、これは、各R
TPパケットがGSM6.10音声フレームを搬送する場合、20ミリ秒になる
)の始めに、RANから来る圧縮音声パケットが存在するかどうか検査する。「
イエス」である場合、デコンプレッサは、そのパケット上にIP/UDP/RT
Pヘッダを追加する。デコンプレッサは、ジッタを平滑にするため、RANから
着信する音声パケット用の小さいバッファを維持する。
れるサンプリング時刻形式に変換された)を得る。順序番号数が、各パケットご
とに1ずつ増加される。
の着信間時間を検査し、遅延の変動およびサイレント期間の可能性を考慮して、
パケット損失が存在するかどうか推定する。この分析を行った後、着信したばか
りのパケットが、前のパケットの連続音声パケットであると考えられる場合には
、送信元においてと同様に、タイムスタンプが増加される(前のパケットのタイ
ムスタンプ値の上に、使用する符号化スキームによって決定される定数値を加え
て)。順序番号数が、前のパケットの順序番号数の上に1ずつ加えて増加される
。パケット損失が推定される場合には、それに応じて、そのギャップを反映する
ように順序番号数およびタイムスタンプが増加されることになる。長いギャップ
が検出され、サイレント期間が推定される場合、順序番号数は、1ずつ増加され
るが、タイムスタンプは、そのギャップを反映する必要がある。
第2の好ましいアルゴリズムを説明してきたが、両方のアルゴリズムとも、下記
の特徴が成立するその他の状況においても適用できる。
は使用されない2地点間接続である。
上記に指摘したいくらかのヘッダの不正確さは、アプリケーションにとって許容
可能である。
態を確立する必要がある。
から新しいCDに、圧縮状態を移す必要がある。
よびSSRC、2対のRTP(UDP)ポート番号、ペイロードタイプ、サンプ
リング速度、サンプル持続時間等。
は別々に記憶する必要がある。
プロトコルを図5に示す。この図は、サードパーティ制御下のVoIPコール制
御層92に接続されたモバイル局コンプレッサ90と、サービス提供ネットワー
クCD94および別のネットワークコンプレッサ96と、ネットワークCD94
とを示し、96は、帯域外リンク98によって直接に接続され、サードパーティ
制御下のVoIPコール制御層100および移動管理層102にも接続されてい
る。
である。
フェースを有する。両方のCDとも、既知のポート上で聴取し、サードパーティ
から圧縮を開始/停止する命令を受け入れ、状態情報を受け取る。通常、命令お
よび情報は、MSにある音声アプリケーションおよび/またはネットワーク内の
シグナリングゲートウェイ(例えば、4.323 Gatekeeperまたは
SIP(セッション開始プロトコルサーバ))から来る。(サービス提供CDの
IPアドレスは、シグナリングゲートウェイには知られているものと想定する。
)
が6つ存在する(肯定応答メッセージを含めず)。
びその状態が確立されることを示す。このメッセージは、そのセッションに関与
するMSの識別を含まなければならない。オプションとして、このメッセージは
、圧縮状態情報をそこから抽出することができるように、完全な(未圧縮の)R
TPパケットを含むことができる。
変更する。このメッセージは、(attribute_name、値)対のリス
トを含む。
2つのメッセージを使用して状態情報を照会し、圧縮/圧縮解除タスクを実行す
る準備ができているかを知ることができる。
報を送るように現行のサービス提供CPに通知する、または前のサービス提供C
Pから状態情報を獲得するように新しいサービス提供CPに求める。このメッセ
ージは、古いCPおよび新しいCPのIPアドレスおよび関与するMSの識別に
関する情報を含む。
、必要なときに、コンプレッサ自体によっても削除され得る。
ットワーク内のCD94、96の間で状態情報を交換するために使用される。し
たがって、一端で使用可能な情報が、このプロトコルを使うと、他の端でも使用
可能になる。
ンドオーバの場合に、1つのCDから別のCDに状態情報を移動するのに使用さ
れる。上記に列挙した状態要素の他に、ローカルクロック読取り値などの何らか
の追加情報も新しいCDに交換される。
のデフォルト値を使用することがコンプレッサに許されている。
をサポートする。これは、状態情報が一方の側で損傷または損失したときに必要
である。CDまたはMSにあるコンプレッサは、状態情報の不在または不完全性
を検出すると、STATE_ENQRYを使用してもう一方の側から状態情報を
得ることができる。
ットワークに関連して説明してきたが、このプロセスは、VoIPセッションや
マルチメディアセッションなどの接続指向アプリケーションのためのどのような
圧縮プロセスとしても使用することができる。
することの1つの問題は、移動性の影響である。ハンドオーバが起きたとき、サ
ービス提供CDが変更される可能性がある。したがって、ハンドオーバ前のCD
内に記憶された圧縮状態を新しいCDに移されなければならない、またはそこで
再確立しなければならない。
とおり、圧縮状態を交換できるようにすることができる。この図では、コンプレ
ッサ104を有するモバイル局が、ネットワーク内のサービス提供CD106か
らネットワーク内の新しいCD108にハンドオーバされる。サービス提供CD
106および新しいCD108は、帯域外通信チャネル110を備えている。
になる潜在的可能性がある)の間で圧縮状態情報を共有し、ハンドオーバが起き
たとき、必要な圧縮コンテキストが新しいCD内で既に用意されているようにす
ることである。この方法のコストは、CPU時間、および全く使用されない可能
性があるコンテキストを受信/記憶するのに必要なメモリである。
法を適用するには、CDが変更されたときに圧縮状態情報の交換が起動され得る
ように、ハンドオーバ機構からの協力が必要である。
用可能にすることである。コンテキストの交換は、ソフトハンドオーバ期間中に
実行することができる。この手法は、ソフトハンドオーバが起きたときに2つの
CDが通知され得るように、無線ネットワークからの協力を必要とする。
、前のCDによる最後の圧縮解除されたRTPパケット内にタイムスタンプ値お
よび順序番号数値を含んでいなければならない。前のCDと新しいCDにある2
つのコンピュータクロックは、同期されている必要はない。新しいCDは、RT
Pセッションハンドオーバの動作を開始したとき、それ自体のクロックを読み取
り、その読取り値を最後のパケットに関するクロック読取り値として使用する。
に向けてCNを離れる時点まで、ユーザIPは使用されない(BSSとCNの間
でユーザパケットをトランスポートするのに、トンネル伝送プロトコルが使用さ
れる)。したがって、この機能を利用して、CPをCNの端、例えば、GGSN
に置き、CPがハンドオーバに対してトランスペアレントであるようにすること
ができる。詳細には、CPをCN内に移動させることにより、VoIPサービス
ネットワークを利用することが必要なCPおよびIP/PSTNゲートウェイを
統合することができる。この手法の欠点は、ネットワーク内のCPでパフォーマ
ンスのボトルネックが生じる可能性があることである。
容易に明白となろう。したがって、本発明の範囲は、本開示に照らして読まれる
頭記の特許請求項の範囲から解釈すべきものである。
。
Claims (22)
- 【請求項1】 ボイスオーバインターネットプロトコルアプリケーション層
と、リアルタイムプロトコル層、トランスポート制御プロトコル層、ユーザデー
タグラムプロトコル層、およびインターネットプロトコル層を含むインターネッ
トプロトコルスタックとを含むパケット交換無線ネットワーク用のモバイル局で
あって、音声データを圧縮するコンプレッサ/デコンプレッサと、音声データお
よびコールシグナリングデータを別々に異なるデータ形式で、リンク層とモバイ
ル局のエアインターフェースに送信する手段とをさらに含むモバイル局。 - 【請求項2】 コンプレッサ/デコンプレッサは、リンク層とIP層の間に
配置され、前記コンプレッサ/デコンプレッサは、音声データとコールシグナリ
ングデータをともに受信する請求項1に記載のモバイル局。 - 【請求項3】 コンプレッサ/デコンプレッサは、リンク層とボイスオーバ
IP層の間に配置され、前記コンプレッサ/デコンプレッサは、音声データを受
信する請求項1に記載のモバイル局。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれか一項に記載の複数のモバイル局
と、圧縮音声データを受信するように構成されたコンプレッサ/デコンプレッサ
手段がその中に存在する少なくとも1つのネットワーク要素とを含むパケット交
換無線ネットワーク。 - 【請求項5】 コンプレッサ/デコンプレッサは、バックボーンネットワー
クに隣接するコアネットワークの端の方に配置される請求項4に記載のネットワ
ーク。 - 【請求項6】 音声パケットおよびデータパケットは、インターネットを介
して経路指定される請求項4または5に記載のネットワーク。 - 【請求項7】 音声パケットおよびデータパケットは、ゲートウェイを介し
て公衆交換電話網に経路指定される請求項5または6に記載のネットワーク。 - 【請求項8】 音声サービスを提供するためにパケット交換無線ネットワー
クを動作させる方法であって、コールシグナリングデータおよびその他のデータ
から音声データを分離することを含み、それによって、音声データを含む各パケ
ットは、圧縮されたまたは除去されたRTP/UDP/IPヘッダを備えること
ができる方法。 - 【請求項9】 VoIPアプリケーションに対する音声パケットは、IP層
を通過せず、直接にリンク層ペイロードとして送信される請求項8に記載の方法
。 - 【請求項10】 各音声パケットヘッダは、パケットペイロードのサンプリ
ング時刻を表す周期的にリセットされるtimeclick_numberを含
み、前記timeclick_numberは、各サンプル持続時間ごとに1ず
つ増加され、前記ヘッダは、別個のクロックを使用してリセット周期をカウント
することによって圧縮解除され、前記受信されたtimeclick_numb
erとともに、圧縮解除されたヘッダの順序番号数およびタイムスタンプを提供
する請求項8または9に記載の方法。 - 【請求項11】 モバイル局内で、合成RTP/UDP/IPヘッダを除去
し、音声データをRLC/MACペイロード内に入れること、および内部クロッ
クを使ってタイムスタンプ値を得ることにより受信した音声パケットを圧縮解除
し、連続パケットに対して順序番号数を1ずつ増加させることを含む請求項8ま
たは9に記載の方法。 - 【請求項12】 モバイル局内で、合成RTP/UDP/IPヘッダを除去
し、音声データをRLC/MACペイロード内に入れること、および着信間時間
を判定してパケットの損失を検出することにより受信した音声パケットを圧縮解
除し、そのような損失が検出された場合、それに応じて、後で受信する音声パケ
ットのRTPヘッダのタイムスタンプ値および順序番号数を調整することを含む
請求項8または9に記載の方法。 - 【請求項13】 音声パケットヘッダの圧縮状態は、ネットワーク内のモバ
イル局とコンプレッサ/デコンプレッサの間における帯域外通信プロトコル上で
コールセットアップ情報を利用して確立される請求項8ないし12のいずれか一
項に記載の方法。 - 【請求項14】 ネットワーク内のサービス提供コンプレッサ/デコンプレ
ッサと前記ネットワーク内の他のコンプレッサ/デコンプレッサの間で、帯域外
通信プロトコルを提供すること、およびコールのハンドオーバ時に、前記サービ
ス提供コンプレッサ/デコンプレッサと新しいサービス提供コンプレッサ/デコ
ンプレッサの間で、現行のコールに関係する圧縮コンテキスト情報を交換するこ
とをさらに含む請求項8ないし13のいずれか一項に記載の方法。 - 【請求項15】 交換される圧縮コンテキスト情報は、最後の圧縮解除され
たRTPパケットのタイムスタンプ値を含む請求項14に記載の方法。 - 【請求項16】 ネットワークは、ソフトハンドオーバ機構を有し、かつソ
フトハンドオーバ期間中に圧縮コンテキスト情報を準備し、それを交換する符号
分割多重アクセスネットワークである請求項15に記載の方法。 - 【請求項17】 パケット交換ネットワークのためのヘッダを圧縮および圧
縮解除する第1方法であって、各圧縮ヘッダ内に、パケットペイロードのサンプ
リング時刻を表す周期的にリセットされるtimeclick_numberを
提供すること、および各サンプル持続時間ごとに1ずつtimeclick_n
umberを増加させ、前記リセット周期をカウントして、リセット周期の前記
カウントおよび受信したtimeclick_numberから圧縮解除された
ヘッダを提供するために順序番号数およびタイムスタンプを提供することを含む
方法。 - 【請求項18】 各圧縮ヘッダ内にMビットを含めること、およびMビット
が全く受信されなかったとき、Mビットが受信されなかったパケットと以前に受
信したMビットを有する最後のパケットとの間のtimeclick_numb
erの差だけ、圧縮解除されたヘッダのパケット順序番号数を増加させることに
より、前記ヘッダを圧縮解除するステップとをさらに含む請求項17に記載の方
法。 - 【請求項19】 パケット交換ネットワークのためのヘッダを圧縮および圧
縮解除する第2方法であって、合成RTP/UDP/IPヘッダを除去し、デー
タをRLC/MACペイロード内に入れること、および内部クロックを使ってタ
イムスタンプ値を得ることにより受信したパケットを圧縮解除し、連続パケット
に対して1ずつ順序番号数を増加させることを含む方法。 - 【請求項20】 ネットワークは、フレームリレーネットワークである請求
項19に記載の第2方法。 - 【請求項21】 ネットワークは、非同期伝送モードネットワークである請
求項19に記載の第2方法。 - 【請求項22】 帯域外プロトコル上でコールセットアップ情報を利用する
ことにより、パケット交換ネットワーク内のパケットヘッダの圧縮状態を確立す
る方法。
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