JP2004096717A - 無線通信システムにおけるプロトコル・メッセージの圧縮 - Google Patents
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Abstract
【課題】伝送用にメッセージを圧縮および復元する方法、装置、システム、およびコンピュータ・ソフトウエアを提供する。
【解決手段】伝送用にテキスト・メッセージを圧縮する方法は、テキスト・ストリングをパースして、数値を2進数表示で符号化することと、テキスト・ストリングの複数の値を分析して、該複数の値からの部分ストリングをセッション特有コードブックに写すことを備えるテキスト・メッセージを圧縮する。さらに、テキストメッセージをテンプレートでパースする、異なるテンプレートが、メッセージの各タイプに提供される、セッション特有コードブックが、伝送用に圧縮された第1テキスト・メッセージについて空であり、各メッセージが圧縮される際にエントリが追加される、部分ストリングを静的辞書でパースする、などの方法で圧縮する。
【選択図】 図3
【解決手段】伝送用にテキスト・メッセージを圧縮する方法は、テキスト・ストリングをパースして、数値を2進数表示で符号化することと、テキスト・ストリングの複数の値を分析して、該複数の値からの部分ストリングをセッション特有コードブックに写すことを備えるテキスト・メッセージを圧縮する。さらに、テキストメッセージをテンプレートでパースする、異なるテンプレートが、メッセージの各タイプに提供される、セッション特有コードブックが、伝送用に圧縮された第1テキスト・メッセージについて空であり、各メッセージが圧縮される際にエントリが追加される、部分ストリングを静的辞書でパースする、などの方法で圧縮する。
【選択図】 図3
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本出願は、「Binary Protocol For Session Initiation in a Wireless Communications System」という名称のChuahらへの同時に提出された出願に関する。
【0002】
【従来の技術】
本発明は、通信に関し、より具体的には、無線通信システム用のプロトコル・メッセージ圧縮に関する。
【0003】
セルラ電話とインターネットの2つの通信技術が、一般大衆によって通常使用される。セルラ電話は、ユーザに移動の自由、すなわち位置に関係なく、妥当なサービス品質に到達する可能性を提供する。しかし、セルラ電話によって提供される主要なサービスは、スピーチである。あらゆる種類の使用法(スピーチ、データ、ビデオ、オーディオなど)に対する柔軟性が、インターネットの強みであったが、固定接続と比較的大きな端子を対象としており、いくつかのサービス(インターネット電話など)の品質は、一般に不良であった。技術が進むにつれ、インターネット技術とセルラ技術は、融合しつつある。未来のセルラ「電話」は、IPスタック(インターネット・プロトコル)を含み、ウエッブ・ブラウジング、電子メールなどの他に、IP上での音声を支援する可能性がある。本質的に、インターネットは、移動性を帯びつつあり、または、セルラ・システムは、観点によっては、電話以上になりつつある。
【0004】
図1は、従来のネットワーク10を示し、これは、無線アクセス・ネットワーク(RAN)12とコア・ネットワーク(CN)14に分割することができる。RAN12は、無線ユニット18a〜bとネットワーク10の間の無線インタフェース16a〜6を支援するために使用される機器を備える。RAN12は、NodeBまたは基地局20a〜cを含み、これは、リンク(Iubリンク)21a〜c上で無線ネットワークまたは基地局制御装置(RNC)22a〜bに接続される。基地局とRNCの間の境界は、Iubインタフェースまたはリンクと呼ばれ、2つのRNC間のインタフェースは、Iurインタフェースと呼ばれる。現在、IubインタフェースとIurインタフェースは、両方とも、ATM(同期転送モード)に基づいており、ATM切替えは、NodeBとRNCの間で可能である。
【0005】
コア・ネットワーク14は、ネットワーク要素を含み、これは、回路ベースの通信と、ならびにパケット・ベースの通信を支援する。無線ユニット18bと公衆交換電話網(PSTN)24または他の無線ユニットとの間における回路ベースの通信に対処するために、回路チャネルを確立する際に、基地局20bは、無線インタフェースまたはリンク16b上で、符号化情報(回路音声または回路切替えデータ)を受信し(アップリンクにおいて)、送信する(ダウンリンクにおいて)。RNC22bは、フレーム選択と、符号化と、アクセス・ネットワーク・モビリティの取扱いの役割を担う。RNC22bは、回路音声と回路切替えデータを、ATM/IPネットワークなどのネットワーク上で3Gモバイル切替えセンタ(MSC)30に転送する。3G−MSC30は、MSCレベルに関するコール処理とマクロモビリティの役割を担う。3G−MSC30は、無線ユニット18bとPSTN24の間の接続性を確立する。
【0006】
本技術分野で通常使用される用語は、「オールIP」および「IPオール・ザ・ウエイ」である。これらの用語は、両方とも、経路がセルラ・リンクを含む場合でも、IPが終端間で使用され、IPが無線ホップ上でも実行される場合に関する。これは、すべてのタイプのトラフィック、ユーザ・データ(音声またはストリーミングなど)および制御信号データの両方、SIP(セッション開始プロトコル)またはRTSP(リアル・タイム・ストリーミング・プロトコル)に対して実施される。これの利点は、連続的な移動性によって提供される自由と組み合わされたIPが導入するサービスの柔軟性である。欠点は、たとえば大きなヘッダとテキスト・ベース・シグナリング・プロトコルなどにより、IPプロトコル・スーツによって通常導入されるオーバーヘッドが比較的大きいことである。
【0007】
セルラ・システムでは、まばらな無線リソースを効率的な方式で使用するべきである。セルあたりの十分に多数のユーザを支援することが可能であるべきであり、そうでない場合、コストが法外に高くなることになる。周波数スペクトルと、したがって帯域幅とは、セルラ・リンクではコストのかかるリソースであり、慎重に使用されるべきである。
【0008】
ROHC(ローバスト・ヘッダ圧縮)ワーキング・グループは、リアル・タイム・プロトコル(RTP)、ユーザ・データグラム・プロトコル(UDP)、およびIPパケットのヘッダ部分に対する帯域幅要件を低減する問題をうまく解決した。この障害が取り除かれたので、移動性インターネットの性能を向上させる新しい可能性が生じている。これらの1つは、アプリケーション・シグナリング・プロトコルに関する。SIP、RTSP、およびSDP(セッション記述プロトコル)などのプロトコルは、通常、移動性インターネットのアプリケーションをセット・アップし、かつ制御するために使用される。しかし、プロトコル・メッセージは、サイズが大きく、要求/応答の性質のために遅延を創出する。これらのメッセージの圧縮は、スペクトル効率を増大し、伝送遅延を低減する。
【0009】
SIPは、マルチメディア・セッションまたはコールを確立、修正、および終端するためのアプリケーション・レイヤ・プロトコルである。これらのセッションには、インターネット・マルチメディア会議、インターネット電話、および同様の応用分野が含まれる。SIPは、TCP(伝送制御プロトコル)またはUDPに対して使用される。SIPは、テキスト・ベース・プロトコルであり、UTF−8符号化のISO10646を使用する。
【0010】
SDPを使用して、マルチメディア会議を宣伝し、会議のアドレスと会議のツール特有情報を伝達することが可能である。SDPは、一般的なリアル・タイム・マルチメディア・セッションの記述目的にも使用される。SDPは、SIPメッセージおよびRTSPメッセージのメッセージ本体において搬送される。SDPは、テキスト・ベースであり、UTF−8符号化のISO10646文字集合を使用する。
【0011】
RTSPは、オーディオおよびビデオなど、リアル・タイム特性を有するデータの配信を制御するためのアプリケーション・レベル・プロトコルである。RTSPは、UDPまたはTCP(あるいは他のプロトコル)をトランスポート・プロトコルとして使用することが可能である。RTSPは、テキスト・ベースであり、UTF−8符号化のISO10646文字集合を使用する。
【0012】
上記のプロトコルは、多くの類似性を有する。これらの類似性は、この類似性がセルラ無線アクセスに関連して創出する問題の解決法に関する含意を有する。類似性には、以下が含まれる:
・要求および応答の特性。送信側が要求を送信したとき、送信側は、要求が応答を受信するまでアイドル状態のままであり、したがって、SIP、SDP、またはRTSPのセッションを終了するために、いくつかの往復時間を必要とする。
・要求および応答は、ASCIIをベースとする。したがって、値230を表示するために、3*8=24ビットが使用される。同じ値の2進数表示は、比較すると、わずかに8ビットを必要とするだけである。
・必要な情報をセッションの参加者に提供するために、要求および応答はサイズが大きい。
【0013】
SIPとRTSPは、多くの共通のヘッダ・フィールド名と、方法と、状況コードとを共有する。トラフィック・パターンも同様である。シグナリングは、主にセット・アップ段階中に実施される。SIPでは、これは、シグナリングの大半が、電話コールまたはマルチメディア・セッションをセット・アップするために実施されることを意味する。RSTPでは、シグナリングの大半は、アプリケーション・データの送信前に実施される。
【0014】
シグナリング・プロトコル・メッセージによって生じる問題を解決する必要性は、狭帯域セルラ・チャネル上で通常のSIP/SDPコール・セット・アップ・シーケンスを見ることによって、および簡単なシステム能力の例の結果を研究することによって、明らかになる。これらの結果は、1つのプロトコル・メッセージのサイズを低減することも、システムの能力に利益があることを示唆している。
【0015】
図2は、間に無線リンクを有する2つの終端点間におけるSIPシグナリングの例と、あるシステム想定下での結果的な遅延とを示す。
一方向遅延は、以下の式により計算される。
一方向遅延=メッセージサイズ[ビット表示]/リンク・スピード[ビット/秒表示]+RTT[秒表示]/2 式(1)
上式で、RTTは、往復時間である。
以下の値を使用した。
RTT/2:70msec
リンク・スピード 9.6kbps
【0016】
式(1)の遅延の式は、スピーチ・サービス用のWCDMA(広帯域符号分割多重アクセス)無線アクセス法の近似に基づく。たとえば、エラーのために行われる可能性のある再送信によって生じた遅延は無視される。
【0017】
式(1)を図2の例に示した各SIP/SDPメッセージに適用すると、第1SIP/SDPメッセージから最終までで、4130msecの全遅延が与えられる。図2に表示されたRSVPとセッション管理(無線ベアラ・セット・アップ)は、式(1)を使用して、約1.5秒を全遅延に追加する。しかし、無線ベアラを確立するために、SIP INVITEメッセージの前にRSVPとSMのシグナリングも存在する可能性があり、これにより、さらに約1.5秒が追加される。
【0018】
TSG(技術仕様グループ)は、SIPを使用するGSM(モバイル用大域システム)エッジ(大域進化用改良データ・レート)無線アクセス・ネットワーク(GERAN)コール・セット・アップと、通常のGSMコール・セット・アップの比較を実施した。通常のGSMコール・セット・アップでは、時間は約3.6秒であり、SIPを使用する場合では、コール・セット・アップは、約7.9秒である。
【0019】
SIPを使用してコール・セット・アップを低減する第1の解決法は、動的辞書とLZSS(Lempel−Ziv−Storer−Szymanski)圧縮アルゴリズムとを使用することである。動的辞書は、コンテキストに属するパケットが到着し続ける限り、維持される。パケット・フローが依然として能動であるかの判定は、タイマを使用して、またはプロトコルの意味論から実施することができる。この解決法は、各圧縮メッセージに2バイトのオーバーヘッドを導入する。
【0020】
この第1解決法では、圧縮には、以下の工程が含まれる。
1.メッセージを辞書に付加し、LZSSを使用して拡張ファイルを圧縮する
2.辞書に対応する圧縮ファイルの部分を、メッセージ対応する部分から分離する。これは可能であるが、その理由は、LZSSは、左から右にファイルを処理し、すでに圧縮された部分は、圧縮が進行する際に変化しないからである。すなわち、辞書自体を圧縮すること、またはメッセージが付加された辞書を圧縮することは、同じ出力を作成する(圧縮メッセージとは別に)。
【0021】
この第1解決法では、復元には、以下の工程が含まれる。
1.圧縮メッセージを圧縮辞書に附加し、拡張ファイルを復元する。
2.辞書からメッセージを分離する。これは可能であるが、その理由は、辞書の境界が既知であり、メッセージが、辞書に附加されているからである。
【0022】
この第1解決法の成果は、以下の通りである。第1メッセージ圧縮比は、1.5であり、後続メッセージの圧縮比は、コンプレッサとデコンプレッサの動作モードに応じて、3.1から8.3にわたる。限定コンタクト・モードでは、デコンプレッサは、コンプレッサからのメッセージを承認することができ、それにより、コンプレッサは、デコンプレッサが、コンプレッサと同じ辞書を有することを確認することができる。完全コンタクト・モードでは、コンプレッサとデコンプレッサは、1つのエンティティであり、辞書を共有し、したがって、送信メッセージと受信メッセージの両方を、圧縮プロセスに使用することができる。
【0023】
第2解決法は、圧縮アルゴリズムとして、LZJH(Lempel−Ziv−Jeff−Heath)を使用する。この第2解決法は、事前ロード辞書とマルチパケット・モードを使用し、この場合、辞書は、先行メッセージを使用し、次いでLZJH圧縮アルゴリズムを使用して更新される。この第2解決法は、比2.8だけ第1メッセージを低減することができる。
【0024】
要約すると、Lempel−Zivタイプのアルゴリズムを使用して、SIPメッセージを個々に圧縮するとき、圧縮比は、約1.5である。静的辞書が事前ロードされているので、ほとんどの従来の圧縮アルゴリズムは、SIPメッセージでは3未満の圧縮比をもたらす。コードブックに第1INVITEメッセージをポピュレートしたとき、Lempel−Zivタイプのアルゴリズムは、圧縮比を5の付近まで向上させる。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、システム帯域幅要件とサービス・セット・アップ遅延の両方を考慮するとき、シグナリング遅延と必要な帯域幅をさらに低減するために、より良好な解決法が必要である。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明は、メッセージを圧縮するためにマルチパケット圧縮アルゴリズムを使用することによって、コール・セット・アップ時間を短縮するメッセージ圧縮を対象とする。
【0027】
本発明は、また、無線通信システムにおいてプロトコル・メッセージ圧縮を実施する方法、装置、システム、およびソフトウエアをも対象とする。本発明は、2進符号化、テンプレート、セッション特有コードブック、および/または従来のLempel−Zivベースのアルゴリズムを組み合わせる圧縮アルゴリズムを使用する。本発明は、また、メッセージIDと、サービス・プロバイダ・アドレスなどのいくつかのフィールドの2進符号化と、発信者ユーザIDと、発信者ユーザ名と、着信者ユーザIDと、着信者ユーザ名とを使用し、またドメイン名用にIPv4フォーマットを使用する。本発明は、また、いくつかのフィールドについて数値の2進符号化を可能にする。本発明は、また、セッション特有コードブックと、修正指標付け機構と、コードブック管理と、セッション履歴とを提供する。さらに、本発明は、固定長サブフィールドと可変長サブフィールドとを有する順応性テンプレートと、ならびに随意選択フィールドを有する順応性テンプレートとを提供する。さらに、本発明は、汎用性無損失テキスト圧縮を提供する。例示的な実施形態では、本発明は、SIPサーバ/メディア・デュプリケータにおいて、セッション特有コードブックと随意選択辞書を使用することにより、より良好な圧縮を達成する。数値フィールドの2進符号化は、IPアドレスのサイズ、発信者ID、セッションIDなどのサイズの低減にも役立つ。本発明は、また、順応性テンプレート構造も含み、選択テンプレート・フィールドに固定長を使用することを可能にし、長さインジケータまたは区切り文字で可変長フィールドを符号化する。本発明により、随意選択フィールドをテンプレートに挿入して、メモリに記憶する必要のあるテンプレートの全体の数を低減することも可能になる。
【0028】
一例示的な実施形態では、本発明は、伝送用にテキスト・メッセージを圧縮する方法に関し、該方法は、テキスト・ストリングをパースすることと、2進数表示で数値を符号化することと、テキスト・ストリングの複数の値を分析することと、該複数の値から部分ストリングをセッション特有コードブックに写す(ポピュレート)こととを備える。他の例示的な実施形態では、本発明は、伝送用にメッセージを圧縮する方法を対象とし、該方法は、テンプレートでメッセージをパースして、伝送する少なくとも1つのサブストリングを生成することと、セッション特有コードブックのエントリで少なくとも1つのサブストリングをパースして、圧縮メッセージの第1部分を生成することと、未知フィールド値のエントリをセッション特有コードブックにポピュレートすることと、第1静的辞書のエントリで不整合サブストリングをパースして、圧縮メッセージの第2部分を生成することと、第2静的辞書のエントリで依然として不整合のサブストリングをパースして、圧縮メッセージの第3部分を生成することと、圧縮アルゴリズムでサブストリングの残りを圧縮することと、圧縮メッセージの第1部分と、第2部分と、第3部分とを組み合わせて、伝送用圧縮メッセージを獲得することとを備える。
【0029】
本発明の他の態様および利点は、以下の詳細な記述を読み、図を参照する際に、明らかになる可能性がある。
【0030】
【発明の実施の形態】
図3は、本発明のSIPメッセージの圧縮/復元を実施することが可能である環境を示す。図3に示したように、2つのエンティティ10、12は、物理チャネル14によって分離される。各エンティティ10、12には、物理レイヤ16と、IPレイヤ18と、UDP/TCPレイヤ20と、本発明の圧縮/復元レイヤ22と、SIPレイヤ24とが含まれる。
【0031】
図4は、本発明の一例におけるメッセージ圧縮フレームワークを示す。圧縮/復元レイヤ22の内部では、エンティティ10および12には、コンプレッサ100と、コードブック102と、デコンプレッサ104とが含まれ、これらを介して、オリジナル・メッセージ106と、圧縮メッセージ108と、復元メッセージ110とがパースされる。
【0032】
図2に示したように、本発明の圧縮機構は、SIPアプリケーション24とUDPおよび/またはTCP20との間のレイヤ22として役立つ。圧縮の目的は、物理レイヤ14を横断するデータの全体量を低減し、それにより遅延を低減することである。
【0033】
圧縮アルゴリズムは、オリジナル・メッセージの優先情報がある場合によく機能する。セッション内のSIPメッセージは、ユーザのアドレスおよびポート番号など、多くの共通情報を共有する。
【0034】
SIPメッセージは、容易に圧縮することができる多くの繰返しヘッダを有する。圧縮アルゴリズムは、事前ロード辞書、動的辞書、またはテンプレートがある場合に機能することができる。SIPメッセージ用の例示的な静的辞書を以下に示す。
【0035】
例示的な静的辞書では:
必要な空白は<sp>で示される
必要な改行復帰は、<cr>で示される
必要な改行は、<lf>で示される
【0036】
他のすべての可能な空白、改行復帰、改行などは、例示的な静的辞書を使用するとき、破棄されるべきである。
<静的辞書の開始>
INVITE<sp>sip:<sp>SIP/2.0<cr><1f>Via:<sp>SIP/2.0/UDP<sp>:5060<cr><1f>
<sp>から<sp>へコールID:<sp>CSeq:<sp>1<sp>INVITE<cr><1f>
コンタクト:<sp>コンテンツのタイプ:<sp>アプリケーション/sdp<cr><1f>
コンテンツの長さ:<sp>0<cr><1f>SIP/2.0<sp>100<sp>試行<cr><1f>
SIP/2.0<sp>180<sp>呼出し信号<cr><1f>SIP/2.0<sp>200<sp>OK<cr><1f>
SIP/2.0<sp>181<sp>呼<sp>Is<sp>ビーイング<sp>転送済み<cr><1f>
SIP/2.0<sp>182<sp>キューに入れた<cr><1f>SIP/2.0<sp>183<sp>セッション<sp>
進行
<cr><1f>
PRACK<sp>sip:COMET<sp>sip:ACK<sp>sip:BYE<sp>sip:受容:<sp>受容−
符号化:<sp>受容−言語:<sp>可能にする:<sp>許可:<sp>
コンテンツ符号化:<sp>コンテンツの長さ:<sp>暗号化:<sp>
満了:<sp>隠す:<sp>コンタクト:<sp>最大転送:<sp>
代理認証:<sp>代理許可:<sp>代理要求:<sp>
要求:<sp>応答<sp>キー:<sp>経路:<sp>タイムスタンプ:<sp>
不支援:<sp>ユーザ−エージェント:<sp>WWW−認証:<sp>支援:<sp>
遠隔当事者−ID:<sp>代理要求:<sp>匿名:<sp>
<静的辞書の終了>
【0037】
テンプレートは、順序ストリングの表である。辞書と比較して、固定ヘッダ情報は、伝送する必要がなく、したがって、メッセージのサイズをさらに低減する。各タイプのメッセージに対して、デフォルト・テンプレートを確定することができる。以下は、テンプレートをベースとする符号化の例である。
【0038】
図5は、テンプレートをベースとする符号化の例である。テンプレートは、テンプレートID(TID)と、4つの静的フィールド(ss0、ss2、ss4、およびss6)と、3つのブランク・フィールド(b1、b3、およびb5)とを有する。すべてのブランク・フィールドは、可変長を有することが想定されている。話を簡単にするために、フィリング・サブストリング(ss1、ss3、およびss5)は、<長さ、値>の形態で符号化される。再び話を簡単にするために、値は、オリジナル・サブストリングの非圧縮形態であることが想定されている。
【0039】
辞書をベースとする圧縮と比較するとき、テンプレートをベースとする圧縮は、より高い圧縮効率を達成することができるが、その理由は、静的部分の位置と長さの情報が、すでにテンプレートに記憶されており、転送する必要がないからである。
【0040】
テンプレートは、メッセージの各タイプに対して確定することができる。テンプレートの数が増えるとき、テンプレートに関連付けられたメモリは、問題となる可能性がある。代替として、追加のフィールドをテンプレートに挿入することができる。ヘッダID(HID)は、各ヘッダに割り当てることができる。次いで、追加のフィールドを所望の位置において<HID|Lx|ssx>として圧縮ストリングに挿入することができる。
【0041】
以前の研究で示されているように、第1INVITEメッセージの圧縮比は、テンプレートをベースとする手法でさえ有意ではなかった。SIP/SDPフィールドのコンテンツに関する知識があるので、Lempel−Zicタイプの圧縮アルゴリズムなど一般的な圧縮アルゴリズムと比較して、圧縮性能を向上させることが可能である。
【0042】
追加の静的辞書を、いくつかの選択SIPフィールド値に使用することができる。この辞書は、通常のインターネット・セッションの<ネットワーク・タイプ><アドレス・タイプ>フィールドの「IN IP4」など、通常のSDP値を含むことができる。ほとんどのUID(ユーザ識別)は、4バイトによって表すことができる。サービス・プロバイダは、通常、2億5600万未満の加入者を有し、したがって、4つの最上位ビットを使用して、サービス・プロバイダ識別子と、ユーザ名を表す残りのビットとを表すことができる。数値がフィールドにおいて期待されるとき、2進数表示を使用することができる。
【0043】
本発明の一例示的な実施形態における圧縮方法は、以下のように要約することができる。
1)整合テンプレートでメッセージをパースして、伝送する必要のあるサブストリングを生成する。
2)セッション特有コードブック(空に初期化されている)でサブストリングをパースして、圧縮メッセージの一部を生成する。
3)未知フィールド値をセッション特有コードブックにポピュレートする。
4)静的辞書で不整合サブストリングをパースして、圧縮メッセージの一部を生成する。
5)随意選択静的辞書で不整合サブストリングをパースして、圧縮メッセージの一部を出力する。
6)LZSSでサブストリングの残りを圧縮する。
7)工程)2)および4)〜6)の結果を最終圧縮メッセージとして組み合わせる。
【0044】
テンプレートのいくつかのサブストリングに、圧縮後、デフォルト長を割り当てることができ、これにより、各フィールドについて1バイト低減することになることに留意されたい。事前に定義した拡張文字を使用して、長さの変化にフラグを立てることが可能である。
【0045】
上記で概述した例示的な圧縮アルゴリズムは、以下のいくつかの例に適用され、その場合、図6に示したように、成功した簡単なSIPからSIPへのコールが確立される。
例1−メッセージの詳細
********************
F1 INVITE ユーザA → ユーザB
INVITE sip:ユーザB@there.com SIP/2.0
SIP/2.0/UDP here.com:5060を介して
ビッグガイ<sip:ユーザA@here.com>から
リトルガイ<sip:ユーザB@there.com>へ
コール−ID:l2345601@here.com
CSeq:1 INVITE
コンタクト:<sip:ユーザA@100.101.102.103>
コンテンツのタイプ:アプリケーション/sdp
コンテンツの長さ:147
v=0
o=ユーザA 2890844526 2890844526 IN IP4 here.com
s=セッションSDP
c=IN IP4 100.101.102.103
t=0 0
m=オーディオ49172 RTP/AVP 0
a=rtpマップ:0 PCMU/8000
【0046】
工程1を適用して、メッセージを整合テンプレートでパースし、伝送する必要のあるサブストリングを生成する。例1では、工程1の結果は以下の通りである。
テンプレートID:TID
ユーザB@there.com
here.com:5060
ビッグガイ ユーザA@here.com
リトルガイ ユーザB@there.com
12345601(”@here.com” は、上記と同じであると想定されている。)
1 INVITE
<100.101.102.103>(”sip:ユーザA@” は、上記と同じであると想定されている。)
(”アプリケーション/sdp” は同じであると想定されている。)
147
2890844526 (上記から取られた”ユーザA” ”IN IP4 here.com” ”2890844526” 通知のバージョンは、セッションidと同じタイムスタンプである。)
100.101.102.103
49172 (”オーディオ” ”RTP/AVP 0”)
rtpマップ:0 PCMU/8000.
コメントを除くと、結果的なサブストリングは、以下のようになる。
TID
ユーザB@there.com
here.com
ビッグガイ ユーザA@here.com
リトルガイ ユーザB@there.com
12345601
1 INVITE
100.101.102.103
147
2890844526
100.101.102.103
49172
rtpマップ:0 PCMU/8000.
【0047】
工程2を適用して、サブストリングを、セッション特有コードブック(空に初期化)でパースし、圧縮メッセージの一部を生成する。セッション特有コードブックは空なので、出力は生成されない。
【0048】
工程3を適用して、未知フィールド値をセッション特有コードブックにポピュレートする。結果的なセッション特有コードブックは、後続メッセージの圧縮に使用される。例1では、結果的なセッション特有コードブックは、表1に示した通りである。
【表1】
【0049】
表1では、各ヘッダが、1つのエントリを有することに限定されていないことに留意されたい。さらに、すべての未知フィールドが、コードブックにポピュレートするために使用されるわけではないが、その理由は、SDPの通知数など、いくつかは、繰り返されない可能性があるからである。次いで、セッション特有コードブックを使用して、同じセッションの後続メッセージを圧縮/復元することができる。コードブック管理は、役立つ可能性があることに留意されたい。たとえば、エントリとの整合が見つけられたとき、1バイトを使用して、セッション・プロファイルのヘッダを示し、他のバイトを使用して、どのエントリがヘッダに整合するかを特定する。
【0050】
工程4を適用して、上記で示したものなど、不整合サブストリングを標準静的辞書でパースし、圧縮メッセージの一部を生成する。例1では、すべてのヘッダと多くの一定値が、テンプレートに含まれているので、標準静的辞書によりパースすることによって、追加の出力が生成されることはない。
【0051】
工程5を適用して、不整合サブストリングを静的辞書でパースし、圧縮メッセージの一部を出力する。
【表2】
【0052】
例1では、工程5の結果は、37バイトまたは32バイトである。
すべてのドメイン名は、SIPエンティティの随意選択静的辞書に記憶することが可能であることに留意されたい。例1では、1バイトが、各ドメイン名に割り当てられる。同時に、装置を初期化するとき、4バイトのユーザ・アドレスを伝送SIPエンティティに割り当てることが可能である。
【0053】
工程6を適用して、ストリングの残りを、LZSSなどの例示的な圧縮アルゴリズムで圧縮する。
【0054】
TIDは、1バイトで表すことができる。ユーザid(ユーザ・アドレスの@の前のストリング)は、5バイトの長さであり、ユーザ名(リトルガイ)は、10バイトの長さである。例1では、LZSS圧縮後、せいぜい16バイトが生成されることになる。
【0055】
工程7を適用して、工程2および4〜6の出力を最終圧縮メッセージとして組み合わせる。これにより、37バイトまたは32バイトと、LZSS圧縮後に生成された16を得る。
37+16=53バイト
または32+16=48バイト
上式は、
423/53=8.0;423/48=8.8
の圧縮比である。
【0056】
以下の例は、後続メッセージの工程を記述する。
例2−メッセージの詳細
********************
F2(100 試行) ユーザB → ユーザA
SIP/2.0 100 試行
SIP/2.0/UDP here.com:5060を介して
ビッグガイ<sip:ユーザA@here.com>から
リトルガイ<sip:ユーザB@there.com>へ
コール−ID:12345601@here.com
CSeq: 1 INVITE
コンテンツの長さ: 0
【0057】
例1からメッセージF1を復号した後、ユーザBは、INVITEメッセージのコンテンツをコードブックにポピュレートした。
【0058】
工程1を例2に適用して、以下のサブストリングを生成する。
TID
here.com
ビッグガイ ユーザA@here.com
リトルガイ ユーザB@there.com
12345601
1 INVITE
0
【0059】
工程2を例2に適用して、表3に示したように、サブストリングを、セッション特有コードブックでパースする。
【表3】
【0060】
8バイトの小計を得る。
アルゴリズムが、コンプレッサとデコンプレッサがコードブック102を共有する完全コンタクト・モードにあると想定すると、ユーザAが、圧縮INVITEメッセージを送信した後、ユーザAにおけるデコンプレッサ104も、セッション特有コードブックにアクセスすることができる。INVITEメッセージがユーザBによって受信されたとき、ユーザBは、セッション特有コードブックにポピュレートし、このコードブックは、ユーザAにおけるセッション特有コードブックと同一になる。それにより、メッセージ(100試行)が圧縮および復元されたとき、セッション特有コードブックを使用することができる。
【0061】
工程3を適用して、セッション特有コードブックにポピュレートする。この例では、新しいストリングはない。
【0062】
工程4を適用して、標準静的辞書は、整合がないことを明らかにし、これにより、0バイトの第2小計を得る。
【0063】
工程5を適用して、随意選択静的辞書をパースし、表4を生成して、これにより、3バイトの第3小計を得る。
【表4】
【0064】
工程6を適用して、サブストリングの残りを、LZSSまたは他の例示的な圧縮アルゴリズムで圧縮する。
【0065】
TIDは、1バイトのテンプレート指標であり、これにより、1バイトの第4小計を得る。
【0066】
工程7を適用して、出力を組み合わせて、
8+0+3+1=12バイト
を生成する。これは、187/12=15.6の圧縮比である。
例3−メッセージの詳細
********************
F3 180 呼出し信号 ユーザB → ユーザA
SIP/2.0 180 呼出し信号
SIP/2.0/UDP here.com:5060を介して
ビッグガイ<sip: ユーザA@here.com>から
リトルガイ<sip: ユーザB@there.com>へ
コール−ID:12345601@here.com
CSeq: 1 INVITE
コンテンツの長さ: 0
【0067】
上記と同じ手順を例2に適用すると、結果的なメッセージは12バイトであり、圧縮比は、187/12=15.6である。
例4−メッセージの詳細
********************
F4 200 OK ユーザB → ユーザA
SIP/2.0 200 OK
SIP/2.0/UDP here.com:5060を介して
ビッグガイ<sip: ユーザA@here.com>から
リトルガイ<sip: ユーザB@there.com>へ
コール−ID:12345601@here.com
CSeq: 1 INVITE
コンタクト: <sip: ユーザB@110.111.112.113>
コンテンツのタイプ: アプリケーション/sdp
コンテンツの長さ: 147
v=0
o=ユーザB 2890844527 2890844527 IN IP4 there.com
s=セッションSDP
c=IN IP4 110.111.112.113
t=0 0
m=オーディオ3456 RTP/AVP 0
a=rtpマップ:0 PCMU/8000
【0068】
工程1を例4に適用して、以下のサブストリングを生成する。
TID
ユーザB@there.com
here.com
ビッグガイ ユーザA@here.com
リトルガイ ユーザB@there.com
12345601
1 INVITE
110.111.112.113
147
2890844527
110.111.112.113
3456
rtpマップ:0 PCMU/8000
【0069】
工程2を例4に適用して、表5に示したように、セッション特有コードブックでサブストリングをパースし、これにより、16バイトの第1小計を得る。
【表5】
【0070】
工程3を例4に適用して、表6に示したように、セッション特有コードブックにポピュレートする。
【表6】
【0071】
工程4を例4に適用して、静的辞書に整合がないことを見つけ、これにより、0バイトの第2小計を得る。
【0072】
工程5を例4に適用して、以下の表7に示したように、いくつかの整合を明らかにし、これにより、14バイトの第3小計を得る。
【表7】
【0073】
工程6を例4に適用して、TIDの1バイト・テンプレート指標であるサブストリングの残りをLZSSで圧縮して、他の1バイトの小計を生成する。
例4の出力を組み合わせると、
16+14+1=31バイトとなり、これは、圧縮比:403/31=13である。
【0074】
例5−メッセージの詳細
********************
F5 ACK ユーザA → ユーザB
ACK sip: ユーザB@there.com SIP/2.0
SIP/2.0/UDP here.com:5060を介して
ビッグガイ<sip:ユーザA@here.com>から
リトルガイ<sip:ユーザB@there.com>へ
コール−ID: 12345601@here.com
CSeq: 1 ACK
コンテンツの長さ:0
上記と同じ手順を例2に適用すると、結果的なメッセージは12バイトであり、圧縮比は、197/12=16.4である。
【0075】
例6−メッセージの詳細
********************
F6 BYE ユーザB → ユーザA
BYE sip:ユーザA@here.com SIP/2.0
SIP/2.0/UDP there.com:5060を介して
リトルガイ<sip:ユーザB@there.com>から
ビッグガイ<sip:ユーザA@here.com>へ
CSeq: 1 BYE
コンテンツの長さ: 0
工程1を例6に適用すると、以下のサブストリングが生成される。
TID
ユーザA@here.com
there.com
リトルガイ ユーザB@there.com
ビッグガイ ユーザA@here.com
12345601
1 BYE
0
【0076】
工程2を例6に適用して、表8に示したように、サブストリングをセッション特有コードブックでパースして、10バイトの第1小計を得る。
【表8】
【0077】
工程3を例6に適用して、表9に示したように、セッション特有コードブックにポピュレートする。
【表9】
【0078】
工程4を例6に適用して、標準静的辞書は、整合がないことを明らかにし、これにより、0バイトの第2小計を得る。
【0079】
工程5を例6に適用して、随意選択静的辞書をパースし、表10を生成して、これにより、4バイトの第3小計を得る。
【表10】
【0080】
工程6を例6に適用して、TIDの1バイト・テンプレート指標であるサブストリングの残りをLZSSで圧縮して、他の1バイトの小計を生成する。
【0081】
例6の出力を組み合わせると、10+4+1=15バイトとなり、これは、圧縮比197/15=13.1である。
【0082】
例7−メッセージの詳細
********************
F7 200 OK ユーザA → ユーザB
SIP/2.0 200 OK
SIP/2.0/UDP there.com:5060を介して
リトルガイ<sip:ユーザB@there.com>から
ビッグガイ<sip:ユーザA@here.com>へ
コールCall−ID:12345601@here.com
CSeq: 1 BYE
コンテンツの長さ: 0
上記と同じ手順を例2に適用すると、結果的なメッセージは12バイトであり、圧縮比は、181/12=15.1である。
【0083】
図7は、他のメッセージについて、本発明の方法によって達成される圧縮比を示す。
【0084】
要約すると、セッション特有コードブックを使用する以前の研究では、コードブックには、メッセージのフィールドがそのままポピュレートしており、「から」フィールドで指標付けされている。本発明の例示的な実施形態では、フィールド値は、フィールド全体の他に分析され、キーワードが抽出される。その結果、本発明のコードブックは、より多くの整合を生成し、メモリは、穏当に増大するだけである。
【0085】
さらに、先行研究では、ユーザ・アドレス用の直接的な表検索は、メモリ要件が大きく、探索時間が長いために、回避されていた。さらに、ドメイン名のルックアップ表は、すべてのSIPエンティティの随意選択静的辞書に記憶される。プッシュアンドトーク・サービスを提供するサービス・プロバイダの数は非常に限定されているので、1バイトを各ドメイン名に割り当てることができる。
【0086】
プッシュ・ツー・トーク・サービスでは、SIPサーバ/プロキシ・サーバ/リダイレクト・サーバは、ネットワーク側に配置され、これにより、完全なユーザ・アドレス探索を実施するのに十分強力であることが推定される。したがって、4バイトの2進IDが、各ユーザ・アドレスに割り当てられる。この4バイトIDは、装置が初期化されるとき、各SIPエンティティにも割り当てられる。したがって、INVITEメッセージでは、モバイル装置は、アドレスをこの4バイトIDで簡単に置き換えることができる。
【0087】
さらに、本発明を圧縮に関して記述してきたが、当業者なら、復元工程は、上述した圧縮工程の反対であることを理解するであろう。
【0088】
本発明は、セッション間辞書フィーチャを実施することもできる。装置が、最近のユーザ・アドレスの履歴をメモリに記憶するようにプログラムされた場合、最終セッションのINVITEメッセージをさらに低減することを期待することができる。さらに、グループ・サービスを購入する者に対して、サービス・プロバイダは、4バイト2進IDを有するユーザ・アドレスをマップする小さいルックアップ表を提供することができる。この手法により、ユーザ・アドレスの圧縮(4バイト2進IDの使用による)は、第1INVITEメッセージに対しても実施することができる。
【0089】
本発明は、2進符号化、テンプレート、セッション特有コードブック、および/または従来のLempel−Zivアルゴリズムを組み合わせる圧縮アルゴリズムを使用する。結果的な圧縮SIPメッセージは、オリジナル・メッセージと比較して、サイズが約1/10である。
【0090】
上述したように、この利益の1つまたは複数の理由は、上述した本発明の特徴の1つまたは複数の結果である。これらの特徴には、メッセージIDの使用、サービス・プロバイダ・アドレスなどの選択フィールドの2進符号化、発信者ユーザID、発信者ユーザ名、着信者ユーザID名、着信者ユーザID名、およびドメイン名用IPV4フォーマットが含まれる。これらの特徴には、また、選択数値の2進符号化、セッション特有コードブックの使用、修正指標付け機構も含まれる。さらに、これらの特徴には、コードブック管理とセッション履歴が含まれる。さらに、これらの特徴には、固定長および可変長を有する順応性テンプレートと、ならびに随意選択フィールドを有する順応性テンプレートとが含まれる。上記の特徴の1つまたは複数の組み合わせは、汎用性無損失テキスト圧縮を提供する際に効果的である。
【0091】
さらに上述したように、各SIPエンティティには、コンプレッサ100とデコンプレッサ04の両方が含まれる。したがって、情報をコンプレッサ100とデコンプレッサ104の間で共有して、メッセージのサイズをさらに低減することができる。
【0092】
上記で識別した例は、SIPプロトコル・メッセージの文脈で記述されているが、これらの例は、SDP、RTSP、またはあらゆる他の周知のプロトコルあるいは将来開発されるプロトコルに等しく適用可能である。
【0093】
さらに、本発明の特徴を方法の文脈で記述してきたが、これらの特徴は、装置、システム、およびソフトウエア・アプリケーションにも適用可能であり、装置システム、またはソフトウエアについて本出願の教示を実現することは、当業者よって達成可能である。
【0094】
記述は、本発明の原理の適用の単なる例示である。当業者なら、本明細書において示し、記述した例示的な応用例に厳密に従わずに、かつ本発明の精神および範囲から逸脱せずに、これらおよび様々な他の修正、構成、および方法を本発明に対して実施することができることを容易に理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のネットワーク・アーキテクチャの一般的なブロック図である。
【図2】9600bpsのリンク・スピードと140msecのRTTとを想定したSIPシグナリング遅延の図である。
【図3】本発明の一例示的な実施形態における圧縮を実施する例示的なアーキテクチャの図である。
【図4】本発明の一例示的な実施形態における例示的なメッセージ圧縮フレームワークを示す図である。
【図5】本発明の一例示的な実施形態における、テンプレートをベースとする符号化を示す図である。
【図6】本発明の一例示的な実施形態における、ユーザAがコール・ユーザBを完了する例を示す図である。
【図7】本発明の一例示的な実施形態において達成される圧縮の結果を示す図である。
【発明の属する技術分野】
本出願は、「Binary Protocol For Session Initiation in a Wireless Communications System」という名称のChuahらへの同時に提出された出願に関する。
【0002】
【従来の技術】
本発明は、通信に関し、より具体的には、無線通信システム用のプロトコル・メッセージ圧縮に関する。
【0003】
セルラ電話とインターネットの2つの通信技術が、一般大衆によって通常使用される。セルラ電話は、ユーザに移動の自由、すなわち位置に関係なく、妥当なサービス品質に到達する可能性を提供する。しかし、セルラ電話によって提供される主要なサービスは、スピーチである。あらゆる種類の使用法(スピーチ、データ、ビデオ、オーディオなど)に対する柔軟性が、インターネットの強みであったが、固定接続と比較的大きな端子を対象としており、いくつかのサービス(インターネット電話など)の品質は、一般に不良であった。技術が進むにつれ、インターネット技術とセルラ技術は、融合しつつある。未来のセルラ「電話」は、IPスタック(インターネット・プロトコル)を含み、ウエッブ・ブラウジング、電子メールなどの他に、IP上での音声を支援する可能性がある。本質的に、インターネットは、移動性を帯びつつあり、または、セルラ・システムは、観点によっては、電話以上になりつつある。
【0004】
図1は、従来のネットワーク10を示し、これは、無線アクセス・ネットワーク(RAN)12とコア・ネットワーク(CN)14に分割することができる。RAN12は、無線ユニット18a〜bとネットワーク10の間の無線インタフェース16a〜6を支援するために使用される機器を備える。RAN12は、NodeBまたは基地局20a〜cを含み、これは、リンク(Iubリンク)21a〜c上で無線ネットワークまたは基地局制御装置(RNC)22a〜bに接続される。基地局とRNCの間の境界は、Iubインタフェースまたはリンクと呼ばれ、2つのRNC間のインタフェースは、Iurインタフェースと呼ばれる。現在、IubインタフェースとIurインタフェースは、両方とも、ATM(同期転送モード)に基づいており、ATM切替えは、NodeBとRNCの間で可能である。
【0005】
コア・ネットワーク14は、ネットワーク要素を含み、これは、回路ベースの通信と、ならびにパケット・ベースの通信を支援する。無線ユニット18bと公衆交換電話網(PSTN)24または他の無線ユニットとの間における回路ベースの通信に対処するために、回路チャネルを確立する際に、基地局20bは、無線インタフェースまたはリンク16b上で、符号化情報(回路音声または回路切替えデータ)を受信し(アップリンクにおいて)、送信する(ダウンリンクにおいて)。RNC22bは、フレーム選択と、符号化と、アクセス・ネットワーク・モビリティの取扱いの役割を担う。RNC22bは、回路音声と回路切替えデータを、ATM/IPネットワークなどのネットワーク上で3Gモバイル切替えセンタ(MSC)30に転送する。3G−MSC30は、MSCレベルに関するコール処理とマクロモビリティの役割を担う。3G−MSC30は、無線ユニット18bとPSTN24の間の接続性を確立する。
【0006】
本技術分野で通常使用される用語は、「オールIP」および「IPオール・ザ・ウエイ」である。これらの用語は、両方とも、経路がセルラ・リンクを含む場合でも、IPが終端間で使用され、IPが無線ホップ上でも実行される場合に関する。これは、すべてのタイプのトラフィック、ユーザ・データ(音声またはストリーミングなど)および制御信号データの両方、SIP(セッション開始プロトコル)またはRTSP(リアル・タイム・ストリーミング・プロトコル)に対して実施される。これの利点は、連続的な移動性によって提供される自由と組み合わされたIPが導入するサービスの柔軟性である。欠点は、たとえば大きなヘッダとテキスト・ベース・シグナリング・プロトコルなどにより、IPプロトコル・スーツによって通常導入されるオーバーヘッドが比較的大きいことである。
【0007】
セルラ・システムでは、まばらな無線リソースを効率的な方式で使用するべきである。セルあたりの十分に多数のユーザを支援することが可能であるべきであり、そうでない場合、コストが法外に高くなることになる。周波数スペクトルと、したがって帯域幅とは、セルラ・リンクではコストのかかるリソースであり、慎重に使用されるべきである。
【0008】
ROHC(ローバスト・ヘッダ圧縮)ワーキング・グループは、リアル・タイム・プロトコル(RTP)、ユーザ・データグラム・プロトコル(UDP)、およびIPパケットのヘッダ部分に対する帯域幅要件を低減する問題をうまく解決した。この障害が取り除かれたので、移動性インターネットの性能を向上させる新しい可能性が生じている。これらの1つは、アプリケーション・シグナリング・プロトコルに関する。SIP、RTSP、およびSDP(セッション記述プロトコル)などのプロトコルは、通常、移動性インターネットのアプリケーションをセット・アップし、かつ制御するために使用される。しかし、プロトコル・メッセージは、サイズが大きく、要求/応答の性質のために遅延を創出する。これらのメッセージの圧縮は、スペクトル効率を増大し、伝送遅延を低減する。
【0009】
SIPは、マルチメディア・セッションまたはコールを確立、修正、および終端するためのアプリケーション・レイヤ・プロトコルである。これらのセッションには、インターネット・マルチメディア会議、インターネット電話、および同様の応用分野が含まれる。SIPは、TCP(伝送制御プロトコル)またはUDPに対して使用される。SIPは、テキスト・ベース・プロトコルであり、UTF−8符号化のISO10646を使用する。
【0010】
SDPを使用して、マルチメディア会議を宣伝し、会議のアドレスと会議のツール特有情報を伝達することが可能である。SDPは、一般的なリアル・タイム・マルチメディア・セッションの記述目的にも使用される。SDPは、SIPメッセージおよびRTSPメッセージのメッセージ本体において搬送される。SDPは、テキスト・ベースであり、UTF−8符号化のISO10646文字集合を使用する。
【0011】
RTSPは、オーディオおよびビデオなど、リアル・タイム特性を有するデータの配信を制御するためのアプリケーション・レベル・プロトコルである。RTSPは、UDPまたはTCP(あるいは他のプロトコル)をトランスポート・プロトコルとして使用することが可能である。RTSPは、テキスト・ベースであり、UTF−8符号化のISO10646文字集合を使用する。
【0012】
上記のプロトコルは、多くの類似性を有する。これらの類似性は、この類似性がセルラ無線アクセスに関連して創出する問題の解決法に関する含意を有する。類似性には、以下が含まれる:
・要求および応答の特性。送信側が要求を送信したとき、送信側は、要求が応答を受信するまでアイドル状態のままであり、したがって、SIP、SDP、またはRTSPのセッションを終了するために、いくつかの往復時間を必要とする。
・要求および応答は、ASCIIをベースとする。したがって、値230を表示するために、3*8=24ビットが使用される。同じ値の2進数表示は、比較すると、わずかに8ビットを必要とするだけである。
・必要な情報をセッションの参加者に提供するために、要求および応答はサイズが大きい。
【0013】
SIPとRTSPは、多くの共通のヘッダ・フィールド名と、方法と、状況コードとを共有する。トラフィック・パターンも同様である。シグナリングは、主にセット・アップ段階中に実施される。SIPでは、これは、シグナリングの大半が、電話コールまたはマルチメディア・セッションをセット・アップするために実施されることを意味する。RSTPでは、シグナリングの大半は、アプリケーション・データの送信前に実施される。
【0014】
シグナリング・プロトコル・メッセージによって生じる問題を解決する必要性は、狭帯域セルラ・チャネル上で通常のSIP/SDPコール・セット・アップ・シーケンスを見ることによって、および簡単なシステム能力の例の結果を研究することによって、明らかになる。これらの結果は、1つのプロトコル・メッセージのサイズを低減することも、システムの能力に利益があることを示唆している。
【0015】
図2は、間に無線リンクを有する2つの終端点間におけるSIPシグナリングの例と、あるシステム想定下での結果的な遅延とを示す。
一方向遅延は、以下の式により計算される。
一方向遅延=メッセージサイズ[ビット表示]/リンク・スピード[ビット/秒表示]+RTT[秒表示]/2 式(1)
上式で、RTTは、往復時間である。
以下の値を使用した。
RTT/2:70msec
リンク・スピード 9.6kbps
【0016】
式(1)の遅延の式は、スピーチ・サービス用のWCDMA(広帯域符号分割多重アクセス)無線アクセス法の近似に基づく。たとえば、エラーのために行われる可能性のある再送信によって生じた遅延は無視される。
【0017】
式(1)を図2の例に示した各SIP/SDPメッセージに適用すると、第1SIP/SDPメッセージから最終までで、4130msecの全遅延が与えられる。図2に表示されたRSVPとセッション管理(無線ベアラ・セット・アップ)は、式(1)を使用して、約1.5秒を全遅延に追加する。しかし、無線ベアラを確立するために、SIP INVITEメッセージの前にRSVPとSMのシグナリングも存在する可能性があり、これにより、さらに約1.5秒が追加される。
【0018】
TSG(技術仕様グループ)は、SIPを使用するGSM(モバイル用大域システム)エッジ(大域進化用改良データ・レート)無線アクセス・ネットワーク(GERAN)コール・セット・アップと、通常のGSMコール・セット・アップの比較を実施した。通常のGSMコール・セット・アップでは、時間は約3.6秒であり、SIPを使用する場合では、コール・セット・アップは、約7.9秒である。
【0019】
SIPを使用してコール・セット・アップを低減する第1の解決法は、動的辞書とLZSS(Lempel−Ziv−Storer−Szymanski)圧縮アルゴリズムとを使用することである。動的辞書は、コンテキストに属するパケットが到着し続ける限り、維持される。パケット・フローが依然として能動であるかの判定は、タイマを使用して、またはプロトコルの意味論から実施することができる。この解決法は、各圧縮メッセージに2バイトのオーバーヘッドを導入する。
【0020】
この第1解決法では、圧縮には、以下の工程が含まれる。
1.メッセージを辞書に付加し、LZSSを使用して拡張ファイルを圧縮する
2.辞書に対応する圧縮ファイルの部分を、メッセージ対応する部分から分離する。これは可能であるが、その理由は、LZSSは、左から右にファイルを処理し、すでに圧縮された部分は、圧縮が進行する際に変化しないからである。すなわち、辞書自体を圧縮すること、またはメッセージが付加された辞書を圧縮することは、同じ出力を作成する(圧縮メッセージとは別に)。
【0021】
この第1解決法では、復元には、以下の工程が含まれる。
1.圧縮メッセージを圧縮辞書に附加し、拡張ファイルを復元する。
2.辞書からメッセージを分離する。これは可能であるが、その理由は、辞書の境界が既知であり、メッセージが、辞書に附加されているからである。
【0022】
この第1解決法の成果は、以下の通りである。第1メッセージ圧縮比は、1.5であり、後続メッセージの圧縮比は、コンプレッサとデコンプレッサの動作モードに応じて、3.1から8.3にわたる。限定コンタクト・モードでは、デコンプレッサは、コンプレッサからのメッセージを承認することができ、それにより、コンプレッサは、デコンプレッサが、コンプレッサと同じ辞書を有することを確認することができる。完全コンタクト・モードでは、コンプレッサとデコンプレッサは、1つのエンティティであり、辞書を共有し、したがって、送信メッセージと受信メッセージの両方を、圧縮プロセスに使用することができる。
【0023】
第2解決法は、圧縮アルゴリズムとして、LZJH(Lempel−Ziv−Jeff−Heath)を使用する。この第2解決法は、事前ロード辞書とマルチパケット・モードを使用し、この場合、辞書は、先行メッセージを使用し、次いでLZJH圧縮アルゴリズムを使用して更新される。この第2解決法は、比2.8だけ第1メッセージを低減することができる。
【0024】
要約すると、Lempel−Zivタイプのアルゴリズムを使用して、SIPメッセージを個々に圧縮するとき、圧縮比は、約1.5である。静的辞書が事前ロードされているので、ほとんどの従来の圧縮アルゴリズムは、SIPメッセージでは3未満の圧縮比をもたらす。コードブックに第1INVITEメッセージをポピュレートしたとき、Lempel−Zivタイプのアルゴリズムは、圧縮比を5の付近まで向上させる。
【0025】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、システム帯域幅要件とサービス・セット・アップ遅延の両方を考慮するとき、シグナリング遅延と必要な帯域幅をさらに低減するために、より良好な解決法が必要である。
【0026】
【課題を解決するための手段】
本発明は、メッセージを圧縮するためにマルチパケット圧縮アルゴリズムを使用することによって、コール・セット・アップ時間を短縮するメッセージ圧縮を対象とする。
【0027】
本発明は、また、無線通信システムにおいてプロトコル・メッセージ圧縮を実施する方法、装置、システム、およびソフトウエアをも対象とする。本発明は、2進符号化、テンプレート、セッション特有コードブック、および/または従来のLempel−Zivベースのアルゴリズムを組み合わせる圧縮アルゴリズムを使用する。本発明は、また、メッセージIDと、サービス・プロバイダ・アドレスなどのいくつかのフィールドの2進符号化と、発信者ユーザIDと、発信者ユーザ名と、着信者ユーザIDと、着信者ユーザ名とを使用し、またドメイン名用にIPv4フォーマットを使用する。本発明は、また、いくつかのフィールドについて数値の2進符号化を可能にする。本発明は、また、セッション特有コードブックと、修正指標付け機構と、コードブック管理と、セッション履歴とを提供する。さらに、本発明は、固定長サブフィールドと可変長サブフィールドとを有する順応性テンプレートと、ならびに随意選択フィールドを有する順応性テンプレートとを提供する。さらに、本発明は、汎用性無損失テキスト圧縮を提供する。例示的な実施形態では、本発明は、SIPサーバ/メディア・デュプリケータにおいて、セッション特有コードブックと随意選択辞書を使用することにより、より良好な圧縮を達成する。数値フィールドの2進符号化は、IPアドレスのサイズ、発信者ID、セッションIDなどのサイズの低減にも役立つ。本発明は、また、順応性テンプレート構造も含み、選択テンプレート・フィールドに固定長を使用することを可能にし、長さインジケータまたは区切り文字で可変長フィールドを符号化する。本発明により、随意選択フィールドをテンプレートに挿入して、メモリに記憶する必要のあるテンプレートの全体の数を低減することも可能になる。
【0028】
一例示的な実施形態では、本発明は、伝送用にテキスト・メッセージを圧縮する方法に関し、該方法は、テキスト・ストリングをパースすることと、2進数表示で数値を符号化することと、テキスト・ストリングの複数の値を分析することと、該複数の値から部分ストリングをセッション特有コードブックに写す(ポピュレート)こととを備える。他の例示的な実施形態では、本発明は、伝送用にメッセージを圧縮する方法を対象とし、該方法は、テンプレートでメッセージをパースして、伝送する少なくとも1つのサブストリングを生成することと、セッション特有コードブックのエントリで少なくとも1つのサブストリングをパースして、圧縮メッセージの第1部分を生成することと、未知フィールド値のエントリをセッション特有コードブックにポピュレートすることと、第1静的辞書のエントリで不整合サブストリングをパースして、圧縮メッセージの第2部分を生成することと、第2静的辞書のエントリで依然として不整合のサブストリングをパースして、圧縮メッセージの第3部分を生成することと、圧縮アルゴリズムでサブストリングの残りを圧縮することと、圧縮メッセージの第1部分と、第2部分と、第3部分とを組み合わせて、伝送用圧縮メッセージを獲得することとを備える。
【0029】
本発明の他の態様および利点は、以下の詳細な記述を読み、図を参照する際に、明らかになる可能性がある。
【0030】
【発明の実施の形態】
図3は、本発明のSIPメッセージの圧縮/復元を実施することが可能である環境を示す。図3に示したように、2つのエンティティ10、12は、物理チャネル14によって分離される。各エンティティ10、12には、物理レイヤ16と、IPレイヤ18と、UDP/TCPレイヤ20と、本発明の圧縮/復元レイヤ22と、SIPレイヤ24とが含まれる。
【0031】
図4は、本発明の一例におけるメッセージ圧縮フレームワークを示す。圧縮/復元レイヤ22の内部では、エンティティ10および12には、コンプレッサ100と、コードブック102と、デコンプレッサ104とが含まれ、これらを介して、オリジナル・メッセージ106と、圧縮メッセージ108と、復元メッセージ110とがパースされる。
【0032】
図2に示したように、本発明の圧縮機構は、SIPアプリケーション24とUDPおよび/またはTCP20との間のレイヤ22として役立つ。圧縮の目的は、物理レイヤ14を横断するデータの全体量を低減し、それにより遅延を低減することである。
【0033】
圧縮アルゴリズムは、オリジナル・メッセージの優先情報がある場合によく機能する。セッション内のSIPメッセージは、ユーザのアドレスおよびポート番号など、多くの共通情報を共有する。
【0034】
SIPメッセージは、容易に圧縮することができる多くの繰返しヘッダを有する。圧縮アルゴリズムは、事前ロード辞書、動的辞書、またはテンプレートがある場合に機能することができる。SIPメッセージ用の例示的な静的辞書を以下に示す。
【0035】
例示的な静的辞書では:
必要な空白は<sp>で示される
必要な改行復帰は、<cr>で示される
必要な改行は、<lf>で示される
【0036】
他のすべての可能な空白、改行復帰、改行などは、例示的な静的辞書を使用するとき、破棄されるべきである。
<静的辞書の開始>
INVITE<sp>sip:<sp>SIP/2.0<cr><1f>Via:<sp>SIP/2.0/UDP<sp>:5060<cr><1f>
<sp>から<sp>へコールID:<sp>CSeq:<sp>1<sp>INVITE<cr><1f>
コンタクト:<sp>コンテンツのタイプ:<sp>アプリケーション/sdp<cr><1f>
コンテンツの長さ:<sp>0<cr><1f>SIP/2.0<sp>100<sp>試行<cr><1f>
SIP/2.0<sp>180<sp>呼出し信号<cr><1f>SIP/2.0<sp>200<sp>OK<cr><1f>
SIP/2.0<sp>181<sp>呼<sp>Is<sp>ビーイング<sp>転送済み<cr><1f>
SIP/2.0<sp>182<sp>キューに入れた<cr><1f>SIP/2.0<sp>183<sp>セッション<sp>
進行
<cr><1f>
PRACK<sp>sip:COMET<sp>sip:ACK<sp>sip:BYE<sp>sip:受容:<sp>受容−
符号化:<sp>受容−言語:<sp>可能にする:<sp>許可:<sp>
コンテンツ符号化:<sp>コンテンツの長さ:<sp>暗号化:<sp>
満了:<sp>隠す:<sp>コンタクト:<sp>最大転送:<sp>
代理認証:<sp>代理許可:<sp>代理要求:<sp>
要求:<sp>応答<sp>キー:<sp>経路:<sp>タイムスタンプ:<sp>
不支援:<sp>ユーザ−エージェント:<sp>WWW−認証:<sp>支援:<sp>
遠隔当事者−ID:<sp>代理要求:<sp>匿名:<sp>
<静的辞書の終了>
【0037】
テンプレートは、順序ストリングの表である。辞書と比較して、固定ヘッダ情報は、伝送する必要がなく、したがって、メッセージのサイズをさらに低減する。各タイプのメッセージに対して、デフォルト・テンプレートを確定することができる。以下は、テンプレートをベースとする符号化の例である。
【0038】
図5は、テンプレートをベースとする符号化の例である。テンプレートは、テンプレートID(TID)と、4つの静的フィールド(ss0、ss2、ss4、およびss6)と、3つのブランク・フィールド(b1、b3、およびb5)とを有する。すべてのブランク・フィールドは、可変長を有することが想定されている。話を簡単にするために、フィリング・サブストリング(ss1、ss3、およびss5)は、<長さ、値>の形態で符号化される。再び話を簡単にするために、値は、オリジナル・サブストリングの非圧縮形態であることが想定されている。
【0039】
辞書をベースとする圧縮と比較するとき、テンプレートをベースとする圧縮は、より高い圧縮効率を達成することができるが、その理由は、静的部分の位置と長さの情報が、すでにテンプレートに記憶されており、転送する必要がないからである。
【0040】
テンプレートは、メッセージの各タイプに対して確定することができる。テンプレートの数が増えるとき、テンプレートに関連付けられたメモリは、問題となる可能性がある。代替として、追加のフィールドをテンプレートに挿入することができる。ヘッダID(HID)は、各ヘッダに割り当てることができる。次いで、追加のフィールドを所望の位置において<HID|Lx|ssx>として圧縮ストリングに挿入することができる。
【0041】
以前の研究で示されているように、第1INVITEメッセージの圧縮比は、テンプレートをベースとする手法でさえ有意ではなかった。SIP/SDPフィールドのコンテンツに関する知識があるので、Lempel−Zicタイプの圧縮アルゴリズムなど一般的な圧縮アルゴリズムと比較して、圧縮性能を向上させることが可能である。
【0042】
追加の静的辞書を、いくつかの選択SIPフィールド値に使用することができる。この辞書は、通常のインターネット・セッションの<ネットワーク・タイプ><アドレス・タイプ>フィールドの「IN IP4」など、通常のSDP値を含むことができる。ほとんどのUID(ユーザ識別)は、4バイトによって表すことができる。サービス・プロバイダは、通常、2億5600万未満の加入者を有し、したがって、4つの最上位ビットを使用して、サービス・プロバイダ識別子と、ユーザ名を表す残りのビットとを表すことができる。数値がフィールドにおいて期待されるとき、2進数表示を使用することができる。
【0043】
本発明の一例示的な実施形態における圧縮方法は、以下のように要約することができる。
1)整合テンプレートでメッセージをパースして、伝送する必要のあるサブストリングを生成する。
2)セッション特有コードブック(空に初期化されている)でサブストリングをパースして、圧縮メッセージの一部を生成する。
3)未知フィールド値をセッション特有コードブックにポピュレートする。
4)静的辞書で不整合サブストリングをパースして、圧縮メッセージの一部を生成する。
5)随意選択静的辞書で不整合サブストリングをパースして、圧縮メッセージの一部を出力する。
6)LZSSでサブストリングの残りを圧縮する。
7)工程)2)および4)〜6)の結果を最終圧縮メッセージとして組み合わせる。
【0044】
テンプレートのいくつかのサブストリングに、圧縮後、デフォルト長を割り当てることができ、これにより、各フィールドについて1バイト低減することになることに留意されたい。事前に定義した拡張文字を使用して、長さの変化にフラグを立てることが可能である。
【0045】
上記で概述した例示的な圧縮アルゴリズムは、以下のいくつかの例に適用され、その場合、図6に示したように、成功した簡単なSIPからSIPへのコールが確立される。
例1−メッセージの詳細
********************
F1 INVITE ユーザA → ユーザB
INVITE sip:ユーザB@there.com SIP/2.0
SIP/2.0/UDP here.com:5060を介して
ビッグガイ<sip:ユーザA@here.com>から
リトルガイ<sip:ユーザB@there.com>へ
コール−ID:l2345601@here.com
CSeq:1 INVITE
コンタクト:<sip:ユーザA@100.101.102.103>
コンテンツのタイプ:アプリケーション/sdp
コンテンツの長さ:147
v=0
o=ユーザA 2890844526 2890844526 IN IP4 here.com
s=セッションSDP
c=IN IP4 100.101.102.103
t=0 0
m=オーディオ49172 RTP/AVP 0
a=rtpマップ:0 PCMU/8000
【0046】
工程1を適用して、メッセージを整合テンプレートでパースし、伝送する必要のあるサブストリングを生成する。例1では、工程1の結果は以下の通りである。
テンプレートID:TID
ユーザB@there.com
here.com:5060
ビッグガイ ユーザA@here.com
リトルガイ ユーザB@there.com
12345601(”@here.com” は、上記と同じであると想定されている。)
1 INVITE
<100.101.102.103>(”sip:ユーザA@” は、上記と同じであると想定されている。)
(”アプリケーション/sdp” は同じであると想定されている。)
147
2890844526 (上記から取られた”ユーザA” ”IN IP4 here.com” ”2890844526” 通知のバージョンは、セッションidと同じタイムスタンプである。)
100.101.102.103
49172 (”オーディオ” ”RTP/AVP 0”)
rtpマップ:0 PCMU/8000.
コメントを除くと、結果的なサブストリングは、以下のようになる。
TID
ユーザB@there.com
here.com
ビッグガイ ユーザA@here.com
リトルガイ ユーザB@there.com
12345601
1 INVITE
100.101.102.103
147
2890844526
100.101.102.103
49172
rtpマップ:0 PCMU/8000.
【0047】
工程2を適用して、サブストリングを、セッション特有コードブック(空に初期化)でパースし、圧縮メッセージの一部を生成する。セッション特有コードブックは空なので、出力は生成されない。
【0048】
工程3を適用して、未知フィールド値をセッション特有コードブックにポピュレートする。結果的なセッション特有コードブックは、後続メッセージの圧縮に使用される。例1では、結果的なセッション特有コードブックは、表1に示した通りである。
【表1】
【0049】
表1では、各ヘッダが、1つのエントリを有することに限定されていないことに留意されたい。さらに、すべての未知フィールドが、コードブックにポピュレートするために使用されるわけではないが、その理由は、SDPの通知数など、いくつかは、繰り返されない可能性があるからである。次いで、セッション特有コードブックを使用して、同じセッションの後続メッセージを圧縮/復元することができる。コードブック管理は、役立つ可能性があることに留意されたい。たとえば、エントリとの整合が見つけられたとき、1バイトを使用して、セッション・プロファイルのヘッダを示し、他のバイトを使用して、どのエントリがヘッダに整合するかを特定する。
【0050】
工程4を適用して、上記で示したものなど、不整合サブストリングを標準静的辞書でパースし、圧縮メッセージの一部を生成する。例1では、すべてのヘッダと多くの一定値が、テンプレートに含まれているので、標準静的辞書によりパースすることによって、追加の出力が生成されることはない。
【0051】
工程5を適用して、不整合サブストリングを静的辞書でパースし、圧縮メッセージの一部を出力する。
【表2】
【0052】
例1では、工程5の結果は、37バイトまたは32バイトである。
すべてのドメイン名は、SIPエンティティの随意選択静的辞書に記憶することが可能であることに留意されたい。例1では、1バイトが、各ドメイン名に割り当てられる。同時に、装置を初期化するとき、4バイトのユーザ・アドレスを伝送SIPエンティティに割り当てることが可能である。
【0053】
工程6を適用して、ストリングの残りを、LZSSなどの例示的な圧縮アルゴリズムで圧縮する。
【0054】
TIDは、1バイトで表すことができる。ユーザid(ユーザ・アドレスの@の前のストリング)は、5バイトの長さであり、ユーザ名(リトルガイ)は、10バイトの長さである。例1では、LZSS圧縮後、せいぜい16バイトが生成されることになる。
【0055】
工程7を適用して、工程2および4〜6の出力を最終圧縮メッセージとして組み合わせる。これにより、37バイトまたは32バイトと、LZSS圧縮後に生成された16を得る。
37+16=53バイト
または32+16=48バイト
上式は、
423/53=8.0;423/48=8.8
の圧縮比である。
【0056】
以下の例は、後続メッセージの工程を記述する。
例2−メッセージの詳細
********************
F2(100 試行) ユーザB → ユーザA
SIP/2.0 100 試行
SIP/2.0/UDP here.com:5060を介して
ビッグガイ<sip:ユーザA@here.com>から
リトルガイ<sip:ユーザB@there.com>へ
コール−ID:12345601@here.com
CSeq: 1 INVITE
コンテンツの長さ: 0
【0057】
例1からメッセージF1を復号した後、ユーザBは、INVITEメッセージのコンテンツをコードブックにポピュレートした。
【0058】
工程1を例2に適用して、以下のサブストリングを生成する。
TID
here.com
ビッグガイ ユーザA@here.com
リトルガイ ユーザB@there.com
12345601
1 INVITE
0
【0059】
工程2を例2に適用して、表3に示したように、サブストリングを、セッション特有コードブックでパースする。
【表3】
【0060】
8バイトの小計を得る。
アルゴリズムが、コンプレッサとデコンプレッサがコードブック102を共有する完全コンタクト・モードにあると想定すると、ユーザAが、圧縮INVITEメッセージを送信した後、ユーザAにおけるデコンプレッサ104も、セッション特有コードブックにアクセスすることができる。INVITEメッセージがユーザBによって受信されたとき、ユーザBは、セッション特有コードブックにポピュレートし、このコードブックは、ユーザAにおけるセッション特有コードブックと同一になる。それにより、メッセージ(100試行)が圧縮および復元されたとき、セッション特有コードブックを使用することができる。
【0061】
工程3を適用して、セッション特有コードブックにポピュレートする。この例では、新しいストリングはない。
【0062】
工程4を適用して、標準静的辞書は、整合がないことを明らかにし、これにより、0バイトの第2小計を得る。
【0063】
工程5を適用して、随意選択静的辞書をパースし、表4を生成して、これにより、3バイトの第3小計を得る。
【表4】
【0064】
工程6を適用して、サブストリングの残りを、LZSSまたは他の例示的な圧縮アルゴリズムで圧縮する。
【0065】
TIDは、1バイトのテンプレート指標であり、これにより、1バイトの第4小計を得る。
【0066】
工程7を適用して、出力を組み合わせて、
8+0+3+1=12バイト
を生成する。これは、187/12=15.6の圧縮比である。
例3−メッセージの詳細
********************
F3 180 呼出し信号 ユーザB → ユーザA
SIP/2.0 180 呼出し信号
SIP/2.0/UDP here.com:5060を介して
ビッグガイ<sip: ユーザA@here.com>から
リトルガイ<sip: ユーザB@there.com>へ
コール−ID:12345601@here.com
CSeq: 1 INVITE
コンテンツの長さ: 0
【0067】
上記と同じ手順を例2に適用すると、結果的なメッセージは12バイトであり、圧縮比は、187/12=15.6である。
例4−メッセージの詳細
********************
F4 200 OK ユーザB → ユーザA
SIP/2.0 200 OK
SIP/2.0/UDP here.com:5060を介して
ビッグガイ<sip: ユーザA@here.com>から
リトルガイ<sip: ユーザB@there.com>へ
コール−ID:12345601@here.com
CSeq: 1 INVITE
コンタクト: <sip: ユーザB@110.111.112.113>
コンテンツのタイプ: アプリケーション/sdp
コンテンツの長さ: 147
v=0
o=ユーザB 2890844527 2890844527 IN IP4 there.com
s=セッションSDP
c=IN IP4 110.111.112.113
t=0 0
m=オーディオ3456 RTP/AVP 0
a=rtpマップ:0 PCMU/8000
【0068】
工程1を例4に適用して、以下のサブストリングを生成する。
TID
ユーザB@there.com
here.com
ビッグガイ ユーザA@here.com
リトルガイ ユーザB@there.com
12345601
1 INVITE
110.111.112.113
147
2890844527
110.111.112.113
3456
rtpマップ:0 PCMU/8000
【0069】
工程2を例4に適用して、表5に示したように、セッション特有コードブックでサブストリングをパースし、これにより、16バイトの第1小計を得る。
【表5】
【0070】
工程3を例4に適用して、表6に示したように、セッション特有コードブックにポピュレートする。
【表6】
【0071】
工程4を例4に適用して、静的辞書に整合がないことを見つけ、これにより、0バイトの第2小計を得る。
【0072】
工程5を例4に適用して、以下の表7に示したように、いくつかの整合を明らかにし、これにより、14バイトの第3小計を得る。
【表7】
【0073】
工程6を例4に適用して、TIDの1バイト・テンプレート指標であるサブストリングの残りをLZSSで圧縮して、他の1バイトの小計を生成する。
例4の出力を組み合わせると、
16+14+1=31バイトとなり、これは、圧縮比:403/31=13である。
【0074】
例5−メッセージの詳細
********************
F5 ACK ユーザA → ユーザB
ACK sip: ユーザB@there.com SIP/2.0
SIP/2.0/UDP here.com:5060を介して
ビッグガイ<sip:ユーザA@here.com>から
リトルガイ<sip:ユーザB@there.com>へ
コール−ID: 12345601@here.com
CSeq: 1 ACK
コンテンツの長さ:0
上記と同じ手順を例2に適用すると、結果的なメッセージは12バイトであり、圧縮比は、197/12=16.4である。
【0075】
例6−メッセージの詳細
********************
F6 BYE ユーザB → ユーザA
BYE sip:ユーザA@here.com SIP/2.0
SIP/2.0/UDP there.com:5060を介して
リトルガイ<sip:ユーザB@there.com>から
ビッグガイ<sip:ユーザA@here.com>へ
CSeq: 1 BYE
コンテンツの長さ: 0
工程1を例6に適用すると、以下のサブストリングが生成される。
TID
ユーザA@here.com
there.com
リトルガイ ユーザB@there.com
ビッグガイ ユーザA@here.com
12345601
1 BYE
0
【0076】
工程2を例6に適用して、表8に示したように、サブストリングをセッション特有コードブックでパースして、10バイトの第1小計を得る。
【表8】
【0077】
工程3を例6に適用して、表9に示したように、セッション特有コードブックにポピュレートする。
【表9】
【0078】
工程4を例6に適用して、標準静的辞書は、整合がないことを明らかにし、これにより、0バイトの第2小計を得る。
【0079】
工程5を例6に適用して、随意選択静的辞書をパースし、表10を生成して、これにより、4バイトの第3小計を得る。
【表10】
【0080】
工程6を例6に適用して、TIDの1バイト・テンプレート指標であるサブストリングの残りをLZSSで圧縮して、他の1バイトの小計を生成する。
【0081】
例6の出力を組み合わせると、10+4+1=15バイトとなり、これは、圧縮比197/15=13.1である。
【0082】
例7−メッセージの詳細
********************
F7 200 OK ユーザA → ユーザB
SIP/2.0 200 OK
SIP/2.0/UDP there.com:5060を介して
リトルガイ<sip:ユーザB@there.com>から
ビッグガイ<sip:ユーザA@here.com>へ
コールCall−ID:12345601@here.com
CSeq: 1 BYE
コンテンツの長さ: 0
上記と同じ手順を例2に適用すると、結果的なメッセージは12バイトであり、圧縮比は、181/12=15.1である。
【0083】
図7は、他のメッセージについて、本発明の方法によって達成される圧縮比を示す。
【0084】
要約すると、セッション特有コードブックを使用する以前の研究では、コードブックには、メッセージのフィールドがそのままポピュレートしており、「から」フィールドで指標付けされている。本発明の例示的な実施形態では、フィールド値は、フィールド全体の他に分析され、キーワードが抽出される。その結果、本発明のコードブックは、より多くの整合を生成し、メモリは、穏当に増大するだけである。
【0085】
さらに、先行研究では、ユーザ・アドレス用の直接的な表検索は、メモリ要件が大きく、探索時間が長いために、回避されていた。さらに、ドメイン名のルックアップ表は、すべてのSIPエンティティの随意選択静的辞書に記憶される。プッシュアンドトーク・サービスを提供するサービス・プロバイダの数は非常に限定されているので、1バイトを各ドメイン名に割り当てることができる。
【0086】
プッシュ・ツー・トーク・サービスでは、SIPサーバ/プロキシ・サーバ/リダイレクト・サーバは、ネットワーク側に配置され、これにより、完全なユーザ・アドレス探索を実施するのに十分強力であることが推定される。したがって、4バイトの2進IDが、各ユーザ・アドレスに割り当てられる。この4バイトIDは、装置が初期化されるとき、各SIPエンティティにも割り当てられる。したがって、INVITEメッセージでは、モバイル装置は、アドレスをこの4バイトIDで簡単に置き換えることができる。
【0087】
さらに、本発明を圧縮に関して記述してきたが、当業者なら、復元工程は、上述した圧縮工程の反対であることを理解するであろう。
【0088】
本発明は、セッション間辞書フィーチャを実施することもできる。装置が、最近のユーザ・アドレスの履歴をメモリに記憶するようにプログラムされた場合、最終セッションのINVITEメッセージをさらに低減することを期待することができる。さらに、グループ・サービスを購入する者に対して、サービス・プロバイダは、4バイト2進IDを有するユーザ・アドレスをマップする小さいルックアップ表を提供することができる。この手法により、ユーザ・アドレスの圧縮(4バイト2進IDの使用による)は、第1INVITEメッセージに対しても実施することができる。
【0089】
本発明は、2進符号化、テンプレート、セッション特有コードブック、および/または従来のLempel−Zivアルゴリズムを組み合わせる圧縮アルゴリズムを使用する。結果的な圧縮SIPメッセージは、オリジナル・メッセージと比較して、サイズが約1/10である。
【0090】
上述したように、この利益の1つまたは複数の理由は、上述した本発明の特徴の1つまたは複数の結果である。これらの特徴には、メッセージIDの使用、サービス・プロバイダ・アドレスなどの選択フィールドの2進符号化、発信者ユーザID、発信者ユーザ名、着信者ユーザID名、着信者ユーザID名、およびドメイン名用IPV4フォーマットが含まれる。これらの特徴には、また、選択数値の2進符号化、セッション特有コードブックの使用、修正指標付け機構も含まれる。さらに、これらの特徴には、コードブック管理とセッション履歴が含まれる。さらに、これらの特徴には、固定長および可変長を有する順応性テンプレートと、ならびに随意選択フィールドを有する順応性テンプレートとが含まれる。上記の特徴の1つまたは複数の組み合わせは、汎用性無損失テキスト圧縮を提供する際に効果的である。
【0091】
さらに上述したように、各SIPエンティティには、コンプレッサ100とデコンプレッサ04の両方が含まれる。したがって、情報をコンプレッサ100とデコンプレッサ104の間で共有して、メッセージのサイズをさらに低減することができる。
【0092】
上記で識別した例は、SIPプロトコル・メッセージの文脈で記述されているが、これらの例は、SDP、RTSP、またはあらゆる他の周知のプロトコルあるいは将来開発されるプロトコルに等しく適用可能である。
【0093】
さらに、本発明の特徴を方法の文脈で記述してきたが、これらの特徴は、装置、システム、およびソフトウエア・アプリケーションにも適用可能であり、装置システム、またはソフトウエアについて本出願の教示を実現することは、当業者よって達成可能である。
【0094】
記述は、本発明の原理の適用の単なる例示である。当業者なら、本明細書において示し、記述した例示的な応用例に厳密に従わずに、かつ本発明の精神および範囲から逸脱せずに、これらおよび様々な他の修正、構成、および方法を本発明に対して実施することができることを容易に理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のネットワーク・アーキテクチャの一般的なブロック図である。
【図2】9600bpsのリンク・スピードと140msecのRTTとを想定したSIPシグナリング遅延の図である。
【図3】本発明の一例示的な実施形態における圧縮を実施する例示的なアーキテクチャの図である。
【図4】本発明の一例示的な実施形態における例示的なメッセージ圧縮フレームワークを示す図である。
【図5】本発明の一例示的な実施形態における、テンプレートをベースとする符号化を示す図である。
【図6】本発明の一例示的な実施形態における、ユーザAがコール・ユーザBを完了する例を示す図である。
【図7】本発明の一例示的な実施形態において達成される圧縮の結果を示す図である。
Claims (10)
- 伝送用にテキスト・メッセージを圧縮する方法であって、
テキスト・ストリングをパースして、数値を2進数表示で符号化すること、
テキスト・ストリングの複数の値を分析して、該複数の値からの部分ストリングをセッション特有コードブックに写すことを備えるテキスト・メッセージを圧縮する方法。 - テキスト・メッセージをテンプレートでパースする、請求項1に記載のテキスト・メッセージを圧縮する方法。
- 異なるテンプレートが、メッセージの各タイプに提供される、請求項2に記載のメッセージを圧縮する方法。
- セッション特有コードブックが、伝送用に圧縮された第1テキスト・メッセージについて空であり、各メッセージが圧縮される際に、エントリが追加される、請求項1に記載のメッセージを圧縮する方法。
- 部分ストリングを静的辞書でパースする、請求項1に記載のテキスト・メッセージを圧縮する方法。
- 伝送用圧縮メッセージが、セッション開始プロトコル(SIP)、セッション記述プロトコル(SDP)、またはリアル・タイム・ストリーミング・プロトコル(RTSP)のメッセージである、請求項1に記載のメッセージを圧縮する方法。
- 伝送用にメッセージを圧縮する方法であって、
メッセージをテンプレートでパースして、伝送される少なくとも1つのサブストリングを生成すること、
少なくとも1つのサブストリングをセッション特有コードブックのエントリでパースして、圧縮メッセージの第1部分を生成すること、
未知フィールド値のエントリをセッション特有コードブックに写すこと、
あらゆる不整合サブストリングを第1静的辞書のエントリでパースして、圧縮メッセージの第2部分を生成すること、
あらゆる依然として不整合のサブストリングを第2静的辞書のエントリでパースして、圧縮メッセージの第3部分を生成すること、
サブストリングの残りを圧縮アルゴリズムで圧縮すること、
圧縮メッセージの第1部分と、第2部分と、第3部分とを組み合わせて、伝送用圧縮メッセージを獲得することとを備える、メッセージを圧縮する方法。 - 異なるテンプレートが、メッセージの各タイプに提供される、請求項7に記載のメッセージを圧縮する方法。
- セッション特有コードブックが、第1圧縮メッセージについて空であり、各メッセージが圧縮される際に、エントリが追加される、請求項7に記載のメッセージを圧縮する方法。
- 伝送用圧縮メッセージが、セッション開始プロトコル(SIP)、セッション記述プロトコル(SDP)、またはリアル・タイム・ストリーミング・プロトコル(RTSP)のメッセージである、請求項7に記載のメッセージを圧縮する方法。
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