JP3617967B2 - ヘッダ圧縮パケット受信装置及び方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッダ圧縮パケット受信装置及び方法に関し、特に伝送データを複数の伝送プロトコルを用いて伝送する際に、各プロトコルで付与されたヘッダ情報を圧縮して伝送する技術におけるヘッダ圧縮パケット受信装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データを伝送するために使用されるプロトコル（通信手順）として、インターネットプロトコル（ＩＰ）や、ユーザーデータプロトコル（ＵＤＰ：ＲＦＣ７６８）、リアルタイムトランスポートプロトコル（ＲＴＰ：ＲＦＣ１８８９）があり、データ伝送においては、これらのプロトコルを組み合わせて用いるのが一般的である。これらのプロトコルは、ＩＥＴＦ（インターネット・エンジニアリング・タスク・フォース）と呼ばれる団体により標準化されている。
【０００３】
これらのプロトコルは、データ伝送においてそれぞれ役割が異なっている。ＩＰでは、インターネット上でのアドレスを付与する。ＵＤＰでは、端末におけるポート番号や、データ内容の誤りの有無を検出するためのエラー検出符号を付与する。ＲＴＰでは、伝送データに関する時間情報（タイムスタンプ：以下ＴＳと省略する）やデータのシーケンス番号（以下、ＳＮと省略する）を付与する。データ伝送においては、図３に示すように、データに対して各プロトコルで付与すべきヘッダ情報が追加されるようになっている。
【０００４】
具体的には、ＲＴＰパケット化処理においてペイロードにＴＳ／ＳＮが付与され、ＵＤＰパケット化処理においてＲＴＰパケットにポート番号が付与され、ＩＰパケット化処理においてＵＤＰパケットにＩＰアドレスが付与される。
【０００５】
ペイロードに付与されるヘッダ情報のうち、種類によっては常に伝送しないでも一度だけもしく時々伝送するだけで十分なものがある。このようなヘッダ情報については、最初の一度だけ伝送し、あとは伝送しない、もしくはある適切なタイミングの時のみ伝送するという方式を用いると伝送効率を高めることができる。このような技術をヘッダ圧縮技術という。特に、ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰヘッダの圧縮は、ＩＥＴＦにてＲＦＣ２５０８として勧告化されている。
【０００６】
さらに、伝送エラー耐性をもち、かつ従来のヘッダ圧縮よりも圧縮率を向上させる技術があり、これはロバストヘッダ圧縮技術と呼ばれている。これらは、現在ＩＥＴＦで提案されている。ロバストヘッダ圧縮では、以下の方法により圧縮を実現する。
・ＩＰアドレスやポート番号など、通信中に普遍であるものは最初だけ送信することにより、以降のヘッダのデータ量を削減する。
・ＴＳについては、ＳＮの増加と相関が高い場合には、ＳＮのみを伝送し、前回到着したパケットからのＳＮの増加量からＴＳを計算することにより、さらにヘッダのデータ量を削減する。
・ＳＮも毎回全ビット伝送せず、下位数ビットのみを伝送し、上位ビットまで桁上がりを起こした時のみ、すべてのＳＮを伝送する。
【０００７】
このように、ロバストヘッダ圧縮では、受信したデータのヘッダは、過去に伝送されたパケットのヘッダ情報を参照して復元される。このように参照される情報を参照情報と呼ぶ。
【０００８】
上述のようにヘッダ圧縮を実現するために、３種類のヘッダタイプ（ＩＲ：Ｉｎｉｔｉａｌ Ｒｅｆｒｅｓｈ、ＩＲ−ＤＹＮ：ＩＲ−Ｄｙｎａｍｉｃ、圧縮パケット）が用意されている。各ヘッダタイプを図４に示す。ほとんどのヘッダタイプは、エラー検出コード（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）が含まれており、受信側において復元したヘッダが正しいかどうかを確認することができる。
【０００９】
ＩＲは、前述の普遍的な情報を送信するヘッダタイプ（ＣＩＤ、プロファイル、ＣＲＣ、静的情報、オプショナル動的情報を含む）であり、通信開始時に伝送されることが多い。ＩＲ−ＤＹＮは、動的に変動する情報（ＲＴＰにおけるＴＳやＳＮ、ＵＤＰにおけるチェックサムなど）を圧縮せずに送信するヘッダタイプ（ＣＩＤ、プロファイル、ＣＲＣ、動的情報）であり、伝送エラーなどで送信側と受信側で参照情報が一致しなくなった時に、再同期を図るために送信される。圧縮パケットは、参照情報を元にして、動的に変動する情報を圧縮し、送信するヘッダタイプである。
【００１０】
圧縮パケットには、いくつかのタイプがある。主なタイプとしては、以下の３つがある。タイプ０は、ＳＮの下位４ビットとＣＲＣを含む１バイトで構成されるヘッダであり、最も圧縮率が高いタイプである。タイプ１は、ＳＮの下位４ビットとＴＳの下位６ビットとＣＲＣを含む２バイトで構成されるヘッダであり、時間情報に変動があった場合に用いられる。タイプ２は、ＳＮの下位６ビットとＴＳの下位５ビットとＣＲＣを含む３バイトで構成されるヘッダである。
【００１１】
各ヘッダの先頭には、そのヘッダがどのタイプかを示すコードが付与されているために、受信側では一意に認識が可能である。図４において、ＩＲ内のＣＩＤはコンテキストＩＤと呼ばれ、１つのチャネルで伝送されるパケットに唯一に割り振られるＩＤである。プロファイルとは、どのヘッダを圧縮するのかを示す情報である。静的情報（Ｓｔａｔｉｃ Ｃｈａｉｎ）とは、前述の普遍な情報である。たとえば、Ｄが１のとき、オプショナルとして動的情報（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｈａｉｎ）を送信することが可能である。
【００１２】
ＩＲ−ＤＹＮは、ほぼＩＲと同じであり、動的情報のみ異なる。ここで動的に変動する情報を伝送する。タイプ０〜２にあるＭは、ＲＴＰパケットヘッダに含まれるマーカービットである。これは、メディアデータのある意味のある単位（画像であれば１フレーム）の最後をふくむパケットの時に１となるフラグである。Ｘは拡張情報の有無を示す。それ以外の０と１のビット列は、そのパケットのタイプを示す規格で定められたものである。なお、各要素のビット数は、規格上、使用されるモードによって変るが、ここでは説明を簡略する。
【００１３】
次に、伝送エラーが発生しない場合の具体的な送信手順について図５を用いて説明する。ここでは、ヘッダ圧縮の概略を理解するために詳細な説明は割愛する。
【００１４】
図５において、まず最初はＩＲを送信し、参照情報を送信側と受信側で共有する。２回目の送信において、ＩＲ−ＤＹＮを送信し、動的に変動する情報を送信側と受信側で共有する。３回目の送信では、ＳＮ＝１のヘッダを送信するために、タイプ０を用いてＳＮの下位４ビットのみを送信する。受信側では、受信した下位４ビットのＳＮから本来の２バイトのＳＮを復元し、ＳＮからＴＳを復元する（ここでは、ＳＮとＴＳに線形な関係があることを利用して、容易に復元できることを前提としている）。
【００１５】
そして、復元したヘッダと受信したＣＲＣから、受信パケットのヘッダに誤りがあるかどうかを確認する。ヘッダに誤りがなければ、そのヘッダは正しく受信できたものとして、上位のプロトコルレイヤ（ＩＰ）へ渡される。以降、送信側はＳＮ＝２〜１５までのパケットを同様の手順で送信し、受信側も同様の手順で受信する。
【００１６】
ＳＮ＝１６となったとき、タイプ０のパケットでは、ＳＮのビット数が足りなくなるために送ることができなくなる。このようにビット数が少ないために表現できる値の範囲を超えてしまうことをラップアラウンドと呼ぶ。ラップアラウンドが発生した場合は、タイプ２というＳＮを６ビット送ることができるパケットタイプを選択し送信する。受信側は、ＳＮの下位６ビットから２バイトのＳＮ全体を復元する。
【００１７】
次に、図６を用いて伝送エラーが発生した場合の説明を行う。図６は、図５と全く同様の手順であるが、ＳＮ＝５において伝送エラーが発生した場合を説明している。ＳＮ＝５のヘッダにエラーが発生した場合、復元後のヘッダでＣＲＣを行うとエラーが出る。
【００１８】
この場合、このヘッダを含むパケットは、廃棄される。次のＳＮ＝６のパケットでは、ＳＮ＝４のときの参照情報を利用して復元することになるが、ＳＮ＝４のときの参照情報とＳＮ＝５のときの参照情報に違いがないので、ＳＮ＝６のパケットのヘッダを正しく復元することができる。つまり、エラーにより途中のパケットが欠落しても参照情報が更新されていなければ、エラーパケットだけが廃棄され、以降のパケットにはその影響が伝播しない。これによりエラー耐性のあるヘッダ圧縮が実現できる。
【００１９】
前述のように、参照情報が変らない場合のパケットロスは、エラーの影響が伝播しないが、ラップアラウンドを発生した場合のパケットにエラーが発生した場合には、エラーの影響が伝播する。
【００２０】
図７は、ラップアラウンドが発生したパケットに対するエラーを説明したものである。図７は、図５と同様の送受信手順を示しているが、ラップアラウンドを起こしたＳＮ＝１６のパケットにエラーが発生した場合を示している。この場合、次のＳＮ＝１７は、タイプ０のパケットで伝送されてくるために、ＳＮの下位４ビットしか伝送されない。受信側では、ＳＮ＝１６は廃棄されているので、ＳＮ＝１５を受信した時点での参照情報を利用して復元を試みる。
【００２１】
本来ならばＳＮ＝１６を受信したときに、ＳＮの上位ビットの参照情報は、”００００ ００００ ０００１”となっているべきだが、エラーにより欠落しているために、”００００ ００００ ００００”のままである。ＳＮ＝１７の下位４ビットは、”０００１”であるため、復元されたＳＮは、”００００ ００００ ００００ ０００１”つまり、１となってしまう。本来ならば、１７が復元されなければならないので、この場合、ＳＮ＝１７のパケットを正しく受け取っているにもかかわらず、ＣＲＣではエラーとなってしまう。このような場合、受信側ではラップアラウンドが起きたものと思い、ＳＮの参照情報である上位ビットを”００００ ００００ ０００１”と仮定して復元を試みることができる。このような受信側の処理によっては、復元が可能となる場合がある。
【００２２】
上記の例では、１つのラップアラウンドを起こしたパケットが欠落した場合について説明しているが、実際には、伝送路状況によって、一時的にパケットが受信側に届かず、複数のパケットが連続して欠落することがある。受信側では何回かラップアラウンドが起こったことを想定して、復元を試みる。つまり、最後に正しく受信したパケットから現在のパケットまでの時間（以下、経過時間という）から、ラップアラウンドが何回起こったかを推定し、ＳＮの参照情報である上位ビットを仮定して復元を試みる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のラップアラウンドを起こした回数を推定する方法として、前述の経過時間とパケット受信間隔から、受信したパケット数を推定し、さらに参照情報を推定して復元を試みる方法を述べた。これは、パケット受信間隔が一定である場合は良好であるが、パケット受信間隔が変動し、経過期間が長くなれば誤差が大きくなり、正しい参照情報を推定できなくなるという問題がある。
【００２４】
例えば、受信側が認識しているパケット受信間隔が１０ｍｓであり、経過時間が１秒だった場合、経過時間中に１００個のパケットを受信していることになる。ラップアラウンドは１６回に１回起こるので、この場合は（１００÷１６＝６．２５）６回のラップアラウンドを起こしたと判断するであろう。図８は、このような状況を図示したものである。
【００２５】
しかしながら、実際のパケット受信間隔が１１ｍｓであった場合、約９０個のパケットを受信しており、この場合のラップアラウンド回数は（９０÷１６＝５．６２５）５回となり、受信側で推定したラップアラウンド回数と異なり、正しい参照情報を推定できなくなるという問題がある。
【００２６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ヘッダ圧縮を行うデータ伝送において、受信側で参照情報を正しく推定できる確率を向上させ、廃棄するパケット数を抑制すると共に、これに伴う処理量の増加を抑制できるヘッダ圧縮パケット受信装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明のヘッダ圧縮パケット受信装置は、シーケンス番号の一部を含む圧縮されたヘッダを有するパケットを受信する受信手段と、前記圧縮されたヘッダ情報とあらかじめ受信した参照情報とから圧縮前のヘッダ情報を復元するヘッダ復元手段と、復元されたヘッダにおけるシーケンス番号の誤りを検出する誤り検出手段と、シーケンス番号に誤りが検出された場合に、以前に正しくパケットを受信してから現在のパケットを受信するまでの経過時間及びパケット受信間隔に応じて、ヘッダの修復に使用する少なくとも一つのシーケンス番号候補を決定する候補シーケンス番号決定手段と、前記候補シーケンス番号決定手段により決定されたシーケンス番号候補を用いて誤りが検出されたヘッダを復元するヘッダ修復手段と、を具備するヘッダ圧縮パケット受信装置において、前記候補シーケンス番号決定手段は、前記経過時間及びパケット受信間隔を用いて誤差を含まない場合のラップアラウンド回数を算出するとともに、前記経過時間及び誤差を含んだパケット受信間隔を用いて誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数を算出し、前記誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数と前記誤差のない場合のラップアラウンド回数との差だけ前記シーケンス番号候補を決定する構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、伝送エラー発生時に修復に使用するシーケンス番号の候補数を少なくとも一つにしている。このシーケンス番号の候補数は、パケット受信間隔に基づいて決定している。このため、パケット受信間隔に応じて、修復に使用するシーケンス番号の候補数が変動するようになっている。したがって、パケット受信間隔が変動し、経過期間が長くなったとしても、それに応じて修復に使用するシーケンス番号の候補数が多くなるので、受信パケットを正しく復元できる可能性を向上させることができる。
【００３０】
本発明のヘッダ圧縮パケット受信装置は、上記構成において、候補シーケンス番号決定手段は、前記経過時間を計測するタイマと、単位時間あたりの受信パケット数を計測する受信パケットカウンタと、を具備し、前記圧縮されたヘッダに含まれるシーケンス番号の一部、前記タイマからの前記経過時間、及び前記受信パケットカウンタの数から少なくとも一つのシーケンス番号候補を決定する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、候補数の決定を経過時間に応じて行うことにより、修復に使用するシーケンス番号の候補数が変動するので、ヘッダ修復のための冗長な処理量の増加を抑制することができる。
【００３２】
本発明のヘッダ圧縮パケット受信装置は、上記構成において、誤り検出手段が、ヘッダ修復手段によって修復されたヘッダの誤りを検出する構成を採る。
この構成によれば、誤り検出部を兼用することができ、ハード規模を小さくすることが可能となる。
【００３３】
本発明の通信端末装置は、上記ヘッダ圧縮パケット受信装置を備えたことを特徴とする。これにより、ヘッダ圧縮パケットの伝送において受信性能を向上させることができる。
【００３４】
本発明のヘッダ圧縮パケット受信方法は、シーケンス番号の一部を含む圧縮されたヘッダを有するパケットを受信する受信工程と、前記圧縮されたヘッダ情報とあらかじめ受信した参照情報とから圧縮前のヘッダ情報を復元するヘッダ復元工程と、復元されたヘッダにおけるシーケンス番号の誤りを検出する誤り検出工程と、シーケンス番号に誤りが検出された場合に、以前に正しくパケットを受信してから現在のパケットを受信するまでの経過時間及びパケット受信間隔に応じて、ヘッダの修復に使用する少なくとも一つのシーケンス番号候補を決定する候補シーケンス番号決定工程と、前記候補シーケンス番号決定工程において決定されたシーケンス番号候補を用いて誤りが検出されたヘッダを復元するヘッダ修復工程と、を具備するヘッダ圧縮パケット受信方法において、前記候補シーケンス番号決定工程は、前記経過時間及びパケット受信間隔を用いて誤差を含まない場合のラップアラウンド回数を算出するとともに、前記経過時間及び誤差を含んだパケット受信間隔を用いて誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数を算出し、前記誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数と前記誤差のない場合のラップアラウンド回数との差だけ前記シーケンス番号候補を決定するようにした。
【００３５】
この方法によれば、伝送エラー発生時に修復に使用するシーケンス番号の候補数を少なくとも一つにしている。このシーケンス番号の候補数は、パケット受信間隔に基づいて決定している。このため、パケット受信間隔に応じて、修復に使用するシーケンス番号の候補数が変動するようになっている。したがって、パケット受信間隔が変動し、経過期間が長くなったとしても、それに応じて修復に使用するシーケンス番号の候補数が多くなるので、受信パケットを正しく復元できる可能性を向上させることができる。
【００３６】
本発明のヘッダ圧縮パケット受信プログラムは、コンピュータに、シーケンス番号の一部を含む圧縮されたヘッダを有するパケットを受信する手順と、前記圧縮されたヘッダ情報とあらかじめ受信した参照情報とから圧縮前のヘッダ情報を復元する手順と、復元されたヘッダにおけるシーケンス番号の誤りを検出する手順と、シーケンス番号に誤りが検出された場合に、以前に正しくパケットを受信してから現在のパケットを受信するまでの経過時間及びパケット受信間隔に応じて、ヘッダの修復に使用する少なくとも一つのシーケンス番号候補を決定する手順と、前記候補シーケンス番号決定手順で決定されたシーケンス番号候補を用いて誤りが検出されたヘッダを復元する手順と、を実行させるためのヘッダ圧縮パケット受信プログラムにおいて、前記シーケンス番号候補を決定する手順は、前記経過時間及びパケット受信間隔を用いて誤差を含まない場合のラップアラウンド回数を算出するとともに、前記経過時間及び誤差を含んだパケット受信間隔を用いて誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数を算出し、前記誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数と前記誤差のない場合のラップアラウンド回数との差だけ前記シーケンス番号候補を決定するようにした。
【００３７】
この構成によれば、ヘッダ圧縮パケット受信装置をソフトウエアで構成してもハードウエアで構成した場合と同様の効果を発揮することができる。また、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータなどにより前述のヘッダ圧縮パケットの受信方法を容易に実現することが可能となる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係るヘッダ圧縮パケット受信装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の実施の形態に係るヘッダ圧縮パケット受信装置の構成を示すブロック図である。
【００３９】
図１に示す無線通信装置は、説明の関係上受信側の構成のみ記載しているが、送信側の構成も備えているものとする。
【００４０】
送信側の装置から送信された無線信号は、アンテナ１０１を介して無線受信部１０２で受信される。無線受信部１０２では、無線信号に対して所定の無線受信処理（例えば、ダウンコンバートやＡ／Ｄ変換、復調処理など）を行い、無線受信処理後のパケットデータ（復調されたパケットデータ）をヘッダ圧縮パケット復元部１０３に出力する。
【００４１】
このパケットデータは、ヘッダ情報が圧縮されており、ヘッダ圧縮パケット復元部１０３においてヘッダ情報が復元される。ヘッダ情報が復元されたパケットデータは、ＩＰパケット処理部１０４に出力される。ＩＰパケット処理部１０４では、復元されたヘッダ情報のＩＰヘッダにしたがってＵＤＰパケットが抽出される。このＵＤＰパケットは、ＵＤＰパケット処理部１０５に出力される。
【００４２】
ＵＤＰパケット処理部１０５では、ＵＤＰパケットからＲＴＰパケットが抽出される。このＲＴＰパケットは、ＲＴＰパケット処理部１０６に出力される。ＲＴＰパケット処理部１０６では、ＲＴＰパケットからメディアデータが抽出される。メディアデータは、メディア復号部１０７に出力される。
【００４３】
メディア復号部１０７では、メディアデータに対してメディアに応じた復号処理が行われる。メディアデータは、符号化処理が施された音声データや画像データであるので、メディアデータが符号化処理された音声データであれば、音声データ復号処理が行われ、メディアデータが符号化された画像データであれば、画像データ復号処理が行われる。復号されたメディアデータは、メディア出力部１０８に出力される。メディア出力部１０８では、メディアデータが適切なデバイス（スピーカやモニタなど）で再生される。
【００４４】
ヘッダ圧縮パケット復元部１０３は、パケットデータを受信するパケット受信部２０１と、パケットデータのうちのペイロード部分とヘッダ部分とを分離するパケット情報分離部２０２と、圧縮されているヘッダを復元するヘッダ復元部２０３と、復元されたヘッダに誤りがあるかどうかを検出する第１誤り検出部２０５及び第２誤り検出部２１０と、誤りが検出されたヘッダを修復するヘッダ修復部２０９と、経過時間とパケット受信間隔と参照情報とから候補となるシーケンス（ＳＮ）番号を決定する候補ＳＮ決定部２０８と、誤り検出結果にしたがってヘッダを出力するセレクタ２１１と、参照情報を蓄積する参照情報メモリ２０４と、単位時間あたりに受信するパケット数をカウントするパケットカウンタ２０７と、タイマ２０６と、ヘッダ部分とペイロード分とでパケットを構成するパケット構成部２１２とを備えている。
【００４５】
次に、上記構成を有するヘッダ圧縮パケット受信装置の動作について説明する。
ヘッダ圧縮パケット復元部１０３のパケット受信部２０１により受信されたパケットは、パケット情報分離部２０２においてペイロード部分とヘッダ部分に分離される。ヘッダ復元部２０３では、圧縮されているヘッダ情報と、参照情報メモリ２０４に蓄積されている最新の参照情報を用いて、ヘッダを復元する。復元されたヘッダは、圧縮されたヘッダに付与されている誤り検出符号と共に第１誤り検出部２０５に出力される。
【００４６】
第１誤り検出部２０５では、誤り検出符号を用いて、復元されたヘッダに誤りがあるか否かを判定し、その結果をセレクタ２１１に出力する。誤りが検出された場合は、ヘッダの修復処理を行うために、ヘッダをヘッダ修復部２０９に出力する。
【００４７】
ここで、ヘッダの修復について説明する。ヘッダの修復は、最後に正しいパケットを受信してから現在受信したパケットまでの経過時間に応じて候補となるヘッダの数を決定し、それぞれの候補のヘッダに対して誤り検出を行う。正しいヘッダが得られた場合は、そのヘッダをセレクタ２１１に出力する。
【００４８】
具体的には、第１誤り検出部２０５で誤りが検出された場合、その検出結果はセレクタ２１１に出力されると共に、タイマ２０６に出力される。タイマ２０６は、経過時間を候補ＳＮ決定部２０８に出力する。また、タイマ２０６は、第１誤り検出部２０５の検出結果が正しかった場合に経過時間をリセットする。このため、誤りが検出された時のタイマ２０６の出力は経過時間と等しくなる。
【００４９】
一方、パケット受信部２０１から出力されたパケットデータは、パケットカウンタ２０７に出力され、パケットカウンタ２０７で、単位時間あたりに受信するパケット数をカウントする。そして、パケットカウンタ２０７は、単位時間あたりに受信するパケット数から求められるパケットの受信間隔を候補ＳＮ決定部２０８に出力する。
【００５０】
候補ＳＮ決定部２０８は、タイマ２０６からの経過時間と、パケットカウンタ２０７からのパケット受信間隔と、参照情報メモリ２０４からの参照情報とから候補となるシーケンス番号を決定する。このシーケンス番号を決定する方法について詳細に説明する。
【００５１】
前述の説明において、下位４ビットを伝送するパケットタイプを想定すると、１６パケット毎に１回の割合でラップアラウンドが起こる。よって、経過時間とパケット受信間隔とから、その経過時間中に受信したパケット数を求めることができる。このパケット数を１６（１回のラップアラウンドが起こるパケット数）で割ることにより、何回ラップアラウンドを起こしたかを算出する。
【００５２】
次に、このパケット受信間隔に一定の割合で誤差が生じた場合を想定し、誤差を含んだパケット受信間隔を用いてラップアラウンド回数を算出する。例として、±１０％の誤差を含んだ場合を想定する。＋１０％のパケット受信間隔で算出した場合のラップアラウンド回数を算出し、それらと誤差のないパケット受信間隔で算出したラップアラウンド回数の差の数だけ候補の数とする。
【００５３】
式を用いて説明する。経過時間をＴ（ｍｓ）とし、パケット受信間隔をＰｔ（ｍｓ）とし、Ｐｔに対して＋１０％の誤差、−１０％の誤差により算出されるラップアラウンド回数をＷ＋、Ｗ−とする。
Ｗ＋＝ｉｎｔ（（Ｔ／１．１）×（Ｐｔ／１６））
Ｗ−＝ｉｎｔ（（Ｔ／０．９）×（Ｐｔ／１６））
【００５４】
よって、シーケンス番号の候補の数は、（（Ｗ＋）−（Ｗ−）＋１）個となる。そして、参照情報２０４メモリにあるシーケンス番号をＲｅｆＳＮ、候補シーケンス番号をＣａｎＳＮ（ｎ）とすると、
ＣａｎＳＮ（１）＝ＲｅｆＳＮ＋（（Ｗ−）＜＜４）
ＣａｎＳＮ（２）＝ＲｅｆＳＮ＋（（Ｗ−）＋１）＜＜４）
ＣａｎＳＮ（ｎ）＝ＲｅｆＳＮ＋（（Ｗ＋）＜＜４）
（ｎ＝（（Ｗ＋）−（Ｗ−）＋１））
となる。
【００５５】
上記の例では、１０％の誤差の場合について説明しているがが、実際は、誤差については網の特性に応じて定めればよく、本発明においては、この誤差の決め方について特に限定しない。
【００５６】
具体的に、経過時間１秒、パケット受信間隔１０ｍｓの場合、
ここで、参照情報メモリ２０４内にあるＳＮが１５であった場合、
ＣａｎＳＮ（１）＝１５＋５＜＜４＝８５
ＣａｎＳＮ（２）＝１５＋６＜＜４＝１１１
となる。
【００５７】
したがって、候補ＳＮ決定部２０８は、上記値をヘッダ修復部２０９に出力する。ヘッダ修復部２０９は、受信した圧縮ヘッダのＳＮの一部と、候補シーケンス番号を用いてヘッダを復元し、復元されたヘッダを第２誤り検出部２１０に出力する。第２誤り検出部２１０では、復元されたヘッダに対して誤り検出を行う。誤り検出結果はセレクタ２１１に出力される。
【００５８】
誤り検出処理は、候補ＳＮ決定部２０８で決定された候補の数だけ実行する。セレクタ２１１では、第１誤り検出部２０５の検出結果がＯＫであれば、ヘッダ復元部２０３で得られたヘッダをパケット構成部２１２に出力すると共に、参照情報メモリ２０４に出力する。
【００５９】
第１誤り検出部２０５の検出結果がＮＧの場合、第２誤り検出部２１０で得られた検出結果のうち、どれか１つだけ誤りがなかった場合は、その誤りがなかったヘッダをパケット構成部２１２に出力すると共に、参照情報メモリ２０４に出力する。また、第２誤り検出部２１０で得られた検出結果のうちすべてＮＧであった場合には、パケット構成部２１２や参照情報メモリ２０４には何も出力しない。同様に、第２誤り検出部２１０で得られた検出結果のうち複数の検出結果がＯＫの場合（複数のヘッダに対して誤りがなかった）にもパケット構成部２１２や参照情報メモリ２０４には何も出力しない。
【００６０】
パケット構成部２１２では、セレクタ２１１から出力されたヘッダ情報をペイロードデータに合成してパケットデータとし、このパケットデータをＩＰパケット処理部１０４に出力する。また、セレクタ２１１から出力されたヘッダ情報は、参照情報メモリ２０４に蓄積される。
【００６１】
このように、本実施の形態に係るヘッダ圧縮パケット受信においては、伝送エラー発生時に修復に使用するシーケンス番号の候補数を少なくとも一つにしている。このシーケンス番号の候補数は、パケット受信間隔に基づいて決定している。このため、パケット受信間隔に応じて、修復に使用するシーケンス番号の候補数が変動するようになっている。したがって、パケット受信間隔が変動し、経過期間が長くなったとしても、それに応じて修復に使用するシーケンス番号の候補数が多くなるので、受信パケットを正しく復元できる可能性を向上させることができ、廃棄するパケット数を抑制することができる。
【００６２】
また、候補数の決定を経過時間に応じて行うことにより、修復に使用するシーケンス番号の候補数が変動するので、ヘッダ修復のための冗長な処理量の増加を抑制することができる。
【００６３】
本発明に係るヘッダ圧縮パケット受信装置は、無線受信端末装置や無線送受信端末装置のような通信端末装置に搭載することが可能である。これにより、ヘッダ圧縮パケットの伝送において受信性能を向上させることができる。
【００６４】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態で使用した具体的数値についてはこれに限定されず、種々変更して実施することが可能である。
【００６５】
また、上記実施の形態においては、ヘッダ圧縮パケットの受信装置として説明しているが、ソフトウエアによる実現も可能である。すなわち、ＲＯＭなどの書き込み可能な記録媒体に本発明の方法を実現するプログラムを記憶させておき、この記憶させたプログラムをＣＰＵにて処理させるようにすることができる。さらに、このソフトウエアを記録媒体から読み出してコンピュータで実現することも可能である。このように本発明のヘッダ圧縮パケット受信装置をソフトウエアで構成してもハードウエアで構成した場合と同様の効果を発揮することができる。また、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータなどにより前述のヘッダ圧縮パケットの受信方法を容易に実現することが可能となる。
【００６６】
また、上記実施の形態では、ヘッダ復元後のヘッダの誤りを検出する第１誤り検出部とヘッダ修復後のヘッダの誤りを検出する第２誤り検出部を設けた場合について説明しているが、第１及び第２誤り検出部を兼用するような構成にしても良い。これにより、ハード規模を小さくすることが可能となる。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ヘッダ圧縮パケットの受信技術において、伝送エラー発生時に修復するためのシーケンス番号の候補数を１つ以上にすることにより、受信パケットを正しく復元できる可能性を向上させることができる。また、候補数の決定を経過時間に応じて行うことにより、ヘッダ修復のための冗長な処理量の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るヘッダ圧縮パケット受信装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態に係るヘッダ圧縮パケット受信装置の構成を示すブロック図
【図３】パケットデータの構成を示す図
【図４】ロバストヘッダ圧縮のパケットの種類を示す図
【図５】伝送エラーがない場合のロバストヘッダ圧縮のデータ伝送を示すシーケンス図
【図６】伝送エラーが発生した場合のロバストヘッダ圧縮のデータ伝送において、伝送エラーの影響が伝播しない状態を説明するためのシーケンス図
【図７】伝送エラーが発生した場合のロバストヘッダ圧縮のデータ伝送において、伝送エラーの影響が伝播する状態を説明するためのシーケンス図
【図８】伝送エラーが発生した場合のロバストヘッダ圧縮のデータ伝送において、連続してパケットが欠落した状態を説明するためのシーケンス図
【符号の説明】
１０１ アンテナ
１０２ 無線受信部
１０３ ヘッダ圧縮パケット復元部
１０４ ＩＰパケット処理部
１０５ ＵＤＰパケット処理部
１０６ ＲＴＰパケット処理部
１０７ メディア復号部
１０８ メディア出力部
２０１ パケット受信部
２０２ パケット情報分離部
２０３ ヘッダ復元部
２０４ 参照情報メモリ
２０５ 第１誤り検出部
２０６ タイマ
２０７ パケットカウンタ
２０８ 候補ＳＮ決定部
２０９ ヘッダ修復部
２１０ 第２誤り検出部
２１１ セレクタ
２１２ パケット構成部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヘッダ圧縮パケット受信装置及び方法に関し、特に伝送データを複数の伝送プロトコルを用いて伝送する際に、各プロトコルで付与されたヘッダ情報を圧縮して伝送する技術におけるヘッダ圧縮パケット受信装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
データを伝送するために使用されるプロトコル（通信手順）として、インターネットプロトコル（ＩＰ）や、ユーザーデータプロトコル（ＵＤＰ：ＲＦＣ７６８）、リアルタイムトランスポートプロトコル（ＲＴＰ：ＲＦＣ１８８９）があり、データ伝送においては、これらのプロトコルを組み合わせて用いるのが一般的である。これらのプロトコルは、ＩＥＴＦ（インターネット・エンジニアリング・タスク・フォース）と呼ばれる団体により標準化されている。
【０００３】
これらのプロトコルは、データ伝送においてそれぞれ役割が異なっている。ＩＰでは、インターネット上でのアドレスを付与する。ＵＤＰでは、端末におけるポート番号や、データ内容の誤りの有無を検出するためのエラー検出符号を付与する。ＲＴＰでは、伝送データに関する時間情報（タイムスタンプ：以下ＴＳと省略する）やデータのシーケンス番号（以下、ＳＮと省略する）を付与する。データ伝送においては、図３に示すように、データに対して各プロトコルで付与すべきヘッダ情報が追加されるようになっている。
【０００４】
具体的には、ＲＴＰパケット化処理においてペイロードにＴＳ／ＳＮが付与され、ＵＤＰパケット化処理においてＲＴＰパケットにポート番号が付与され、ＩＰパケット化処理においてＵＤＰパケットにＩＰアドレスが付与される。
【０００５】
ペイロードに付与されるヘッダ情報のうち、種類によっては常に伝送しないでも一度だけもしく時々伝送するだけで十分なものがある。このようなヘッダ情報については、最初の一度だけ伝送し、あとは伝送しない、もしくはある適切なタイミングの時のみ伝送するという方式を用いると伝送効率を高めることができる。このような技術をヘッダ圧縮技術という。特に、ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰヘッダの圧縮は、ＩＥＴＦにてＲＦＣ２５０８として勧告化されている。
【０００６】
さらに、伝送エラー耐性をもち、かつ従来のヘッダ圧縮よりも圧縮率を向上させる技術があり、これはロバストヘッダ圧縮技術と呼ばれている。これらは、現在ＩＥＴＦで提案されている。ロバストヘッダ圧縮では、以下の方法により圧縮を実現する。
・ＩＰアドレスやポート番号など、通信中に普遍であるものは最初だけ送信することにより、以降のヘッダのデータ量を削減する。
・ＴＳについては、ＳＮの増加と相関が高い場合には、ＳＮのみを伝送し、前回到着したパケットからのＳＮの増加量からＴＳを計算することにより、さらにヘッダのデータ量を削減する。
・ＳＮも毎回全ビット伝送せず、下位数ビットのみを伝送し、上位ビットまで桁上がりを起こした時のみ、すべてのＳＮを伝送する。
【０００７】
このように、ロバストヘッダ圧縮では、受信したデータのヘッダは、過去に伝送されたパケットのヘッダ情報を参照して復元される。このように参照される情報を参照情報と呼ぶ。
【０００８】
上述のようにヘッダ圧縮を実現するために、３種類のヘッダタイプ（ＩＲ：Ｉｎｉｔｉａｌ Ｒｅｆｒｅｓｈ、ＩＲ−ＤＹＮ：ＩＲ−Ｄｙｎａｍｉｃ、圧縮パケット）が用意されている。各ヘッダタイプを図４に示す。ほとんどのヘッダタイプは、エラー検出コード（ＣＲＣ：Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ）が含まれており、受信側において復元したヘッダが正しいかどうかを確認することができる。
【０００９】
ＩＲは、前述の普遍的な情報を送信するヘッダタイプ（ＣＩＤ、プロファイル、ＣＲＣ、静的情報、オプショナル動的情報を含む）であり、通信開始時に伝送されることが多い。ＩＲ−ＤＹＮは、動的に変動する情報（ＲＴＰにおけるＴＳやＳＮ、ＵＤＰにおけるチェックサムなど）を圧縮せずに送信するヘッダタイプ（ＣＩＤ、プロファイル、ＣＲＣ、動的情報）であり、伝送エラーなどで送信側と受信側で参照情報が一致しなくなった時に、再同期を図るために送信される。圧縮パケットは、参照情報を元にして、動的に変動する情報を圧縮し、送信するヘッダタイプである。
【００１０】
圧縮パケットには、いくつかのタイプがある。主なタイプとしては、以下の３つがある。タイプ０は、ＳＮの下位４ビットとＣＲＣを含む１バイトで構成されるヘッダであり、最も圧縮率が高いタイプである。タイプ１は、ＳＮの下位４ビットとＴＳの下位６ビットとＣＲＣを含む２バイトで構成されるヘッダであり、時間情報に変動があった場合に用いられる。タイプ２は、ＳＮの下位６ビットとＴＳの下位５ビットとＣＲＣを含む３バイトで構成されるヘッダである。
【００１１】
各ヘッダの先頭には、そのヘッダがどのタイプかを示すコードが付与されているために、受信側では一意に認識が可能である。図４において、ＩＲ内のＣＩＤはコンテキストＩＤと呼ばれ、１つのチャネルで伝送されるパケットに唯一に割り振られるＩＤである。プロファイルとは、どのヘッダを圧縮するのかを示す情報である。静的情報（Ｓｔａｔｉｃ Ｃｈａｉｎ）とは、前述の普遍な情報である。たとえば、Ｄが１のとき、オプショナルとして動的情報（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｃｈａｉｎ）を送信することが可能である。
【００１２】
ＩＲ−ＤＹＮは、ほぼＩＲと同じであり、動的情報のみ異なる。ここで動的に変動する情報を伝送する。タイプ０〜２にあるＭは、ＲＴＰパケットヘッダに含まれるマーカービットである。これは、メディアデータのある意味のある単位（画像であれば１フレーム）の最後をふくむパケットの時に１となるフラグである。Ｘは拡張情報の有無を示す。それ以外の０と１のビット列は、そのパケットのタイプを示す規格で定められたものである。なお、各要素のビット数は、規格上、使用されるモードによって変るが、ここでは説明を簡略する。
【００１３】
次に、伝送エラーが発生しない場合の具体的な送信手順について図５を用いて説明する。ここでは、ヘッダ圧縮の概略を理解するために詳細な説明は割愛する。
【００１４】
図５において、まず最初はＩＲを送信し、参照情報を送信側と受信側で共有する。２回目の送信において、ＩＲ−ＤＹＮを送信し、動的に変動する情報を送信側と受信側で共有する。３回目の送信では、ＳＮ＝１のヘッダを送信するために、タイプ０を用いてＳＮの下位４ビットのみを送信する。受信側では、受信した下位４ビットのＳＮから本来の２バイトのＳＮを復元し、ＳＮからＴＳを復元する（ここでは、ＳＮとＴＳに線形な関係があることを利用して、容易に復元できることを前提としている）。
【００１５】
そして、復元したヘッダと受信したＣＲＣから、受信パケットのヘッダに誤りがあるかどうかを確認する。ヘッダに誤りがなければ、そのヘッダは正しく受信できたものとして、上位のプロトコルレイヤ（ＩＰ）へ渡される。以降、送信側はＳＮ＝２〜１５までのパケットを同様の手順で送信し、受信側も同様の手順で受信する。
【００１６】
ＳＮ＝１６となったとき、タイプ０のパケットでは、ＳＮのビット数が足りなくなるために送ることができなくなる。このようにビット数が少ないために表現できる値の範囲を超えてしまうことをラップアラウンドと呼ぶ。ラップアラウンドが発生した場合は、タイプ２というＳＮを６ビット送ることができるパケットタイプを選択し送信する。受信側は、ＳＮの下位６ビットから２バイトのＳＮ全体を復元する。
【００１７】
次に、図６を用いて伝送エラーが発生した場合の説明を行う。図６は、図５と全く同様の手順であるが、ＳＮ＝５において伝送エラーが発生した場合を説明している。ＳＮ＝５のヘッダにエラーが発生した場合、復元後のヘッダでＣＲＣを行うとエラーが出る。
【００１８】
この場合、このヘッダを含むパケットは、廃棄される。次のＳＮ＝６のパケットでは、ＳＮ＝４のときの参照情報を利用して復元することになるが、ＳＮ＝４のときの参照情報とＳＮ＝５のときの参照情報に違いがないので、ＳＮ＝６のパケットのヘッダを正しく復元することができる。つまり、エラーにより途中のパケットが欠落しても参照情報が更新されていなければ、エラーパケットだけが廃棄され、以降のパケットにはその影響が伝播しない。これによりエラー耐性のあるヘッダ圧縮が実現できる。
【００１９】
前述のように、参照情報が変らない場合のパケットロスは、エラーの影響が伝播しないが、ラップアラウンドを発生した場合のパケットにエラーが発生した場合には、エラーの影響が伝播する。
【００２０】
図７は、ラップアラウンドが発生したパケットに対するエラーを説明したものである。図７は、図５と同様の送受信手順を示しているが、ラップアラウンドを起こしたＳＮ＝１６のパケットにエラーが発生した場合を示している。この場合、次のＳＮ＝１７は、タイプ０のパケットで伝送されてくるために、ＳＮの下位４ビットしか伝送されない。受信側では、ＳＮ＝１６は廃棄されているので、ＳＮ＝１５を受信した時点での参照情報を利用して復元を試みる。
【００２１】
本来ならばＳＮ＝１６を受信したときに、ＳＮの上位ビットの参照情報は、”００００ ００００ ０００１”となっているべきだが、エラーにより欠落しているために、”００００ ００００ ００００”のままである。ＳＮ＝１７の下位４ビットは、”０００１”であるため、復元されたＳＮは、”００００ ００００ ００００ ０００１”つまり、１となってしまう。本来ならば、１７が復元されなければならないので、この場合、ＳＮ＝１７のパケットを正しく受け取っているにもかかわらず、ＣＲＣではエラーとなってしまう。このような場合、受信側ではラップアラウンドが起きたものと思い、ＳＮの参照情報である上位ビットを”００００ ００００ ０００１”と仮定して復元を試みることができる。このような受信側の処理によっては、復元が可能となる場合がある。
【００２２】
上記の例では、１つのラップアラウンドを起こしたパケットが欠落した場合について説明しているが、実際には、伝送路状況によって、一時的にパケットが受信側に届かず、複数のパケットが連続して欠落することがある。受信側では何回かラップアラウンドが起こったことを想定して、復元を試みる。つまり、最後に正しく受信したパケットから現在のパケットまでの時間（以下、経過時間という）から、ラップアラウンドが何回起こったかを推定し、ＳＮの参照情報である上位ビットを仮定して復元を試みる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
前述のラップアラウンドを起こした回数を推定する方法として、前述の経過時間とパケット受信間隔から、受信したパケット数を推定し、さらに参照情報を推定して復元を試みる方法を述べた。これは、パケット受信間隔が一定である場合は良好であるが、パケット受信間隔が変動し、経過期間が長くなれば誤差が大きくなり、正しい参照情報を推定できなくなるという問題がある。
【００２４】
例えば、受信側が認識しているパケット受信間隔が１０ｍｓであり、経過時間が１秒だった場合、経過時間中に１００個のパケットを受信していることになる。ラップアラウンドは１６回に１回起こるので、この場合は（１００÷１６＝６．２５）６回のラップアラウンドを起こしたと判断するであろう。図８は、このような状況を図示したものである。
【００２５】
しかしながら、実際のパケット受信間隔が１１ｍｓであった場合、約９０個のパケットを受信しており、この場合のラップアラウンド回数は（９０÷１６＝５．６２５）５回となり、受信側で推定したラップアラウンド回数と異なり、正しい参照情報を推定できなくなるという問題がある。
【００２６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、ヘッダ圧縮を行うデータ伝送において、受信側で参照情報を正しく推定できる確率を向上させ、廃棄するパケット数を抑制すると共に、これに伴う処理量の増加を抑制できるヘッダ圧縮パケット受信装置及び方法を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
本発明のヘッダ圧縮パケット受信装置は、シーケンス番号の一部を含む圧縮されたヘッダを有するパケットを受信する受信手段と、前記圧縮されたヘッダ情報とあらかじめ受信した参照情報とから圧縮前のヘッダ情報を復元するヘッダ復元手段と、復元されたヘッダにおけるシーケンス番号の誤りを検出する誤り検出手段と、シーケンス番号に誤りが検出された場合に、以前に正しくパケットを受信してから現在のパケットを受信するまでの経過時間及びパケット受信間隔に応じて、ヘッダの修復に使用する少なくとも一つのシーケンス番号候補を決定する候補シーケンス番号決定手段と、前記候補シーケンス番号決定手段により決定されたシーケンス番号候補を用いて誤りが検出されたヘッダを復元するヘッダ修復手段と、を具備するヘッダ圧縮パケット受信装置において、前記候補シーケンス番号決定手段は、前記経過時間及びパケット受信間隔を用いて誤差を含まない場合のラップアラウンド回数を算出するとともに、前記経過時間及び誤差を含んだパケット受信間隔を用いて誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数を算出し、前記誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数と前記誤差のない場合のラップアラウンド回数との差だけ前記シーケンス番号候補を決定する構成を採る。
【００２９】
この構成によれば、伝送エラー発生時に修復に使用するシーケンス番号の候補数を少なくとも一つにしている。このシーケンス番号の候補数は、パケット受信間隔に基づいて決定している。このため、パケット受信間隔に応じて、修復に使用するシーケンス番号の候補数が変動するようになっている。したがって、パケット受信間隔が変動し、経過期間が長くなったとしても、それに応じて修復に使用するシーケンス番号の候補数が多くなるので、受信パケットを正しく復元できる可能性を向上させることができる。
【００３０】
本発明のヘッダ圧縮パケット受信装置は、上記構成において、候補シーケンス番号決定手段は、前記経過時間を計測するタイマと、単位時間あたりの受信パケット数を計測する受信パケットカウンタと、を具備し、前記圧縮されたヘッダに含まれるシーケンス番号の一部、前記タイマからの前記経過時間、及び前記受信パケットカウンタの数から少なくとも一つのシーケンス番号候補を決定する構成を採る。
【００３１】
この構成によれば、候補数の決定を経過時間に応じて行うことにより、修復に使用するシーケンス番号の候補数が変動するので、ヘッダ修復のための冗長な処理量の増加を抑制することができる。
【００３２】
本発明のヘッダ圧縮パケット受信装置は、上記構成において、誤り検出手段が、ヘッダ修復手段によって修復されたヘッダの誤りを検出する構成を採る。
この構成によれば、誤り検出部を兼用することができ、ハード規模を小さくすることが可能となる。
【００３３】
本発明の通信端末装置は、上記ヘッダ圧縮パケット受信装置を備えたことを特徴とする。これにより、ヘッダ圧縮パケットの伝送において受信性能を向上させることができる。
【００３４】
本発明のヘッダ圧縮パケット受信方法は、シーケンス番号の一部を含む圧縮されたヘッダを有するパケットを受信する受信工程と、前記圧縮されたヘッダ情報とあらかじめ受信した参照情報とから圧縮前のヘッダ情報を復元するヘッダ復元工程と、復元されたヘッダにおけるシーケンス番号の誤りを検出する誤り検出工程と、シーケンス番号に誤りが検出された場合に、以前に正しくパケットを受信してから現在のパケットを受信するまでの経過時間及びパケット受信間隔に応じて、ヘッダの修復に使用する少なくとも一つのシーケンス番号候補を決定する候補シーケンス番号決定工程と、前記候補シーケンス番号決定工程において決定されたシーケンス番号候補を用いて誤りが検出されたヘッダを復元するヘッダ修復工程と、を具備するヘッダ圧縮パケット受信方法において、前記候補シーケンス番号決定工程は、前記経過時間及びパケット受信間隔を用いて誤差を含まない場合のラップアラウンド回数を算出するとともに、前記経過時間及び誤差を含んだパケット受信間隔を用いて誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数を算出し、前記誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数と前記誤差のない場合のラップアラウンド回数との差だけ前記シーケンス番号候補を決定するようにした。
【００３５】
この方法によれば、伝送エラー発生時に修復に使用するシーケンス番号の候補数を少なくとも一つにしている。このシーケンス番号の候補数は、パケット受信間隔に基づいて決定している。このため、パケット受信間隔に応じて、修復に使用するシーケンス番号の候補数が変動するようになっている。したがって、パケット受信間隔が変動し、経過期間が長くなったとしても、それに応じて修復に使用するシーケンス番号の候補数が多くなるので、受信パケットを正しく復元できる可能性を向上させることができる。
【００３６】
本発明のヘッダ圧縮パケット受信プログラムは、コンピュータに、シーケンス番号の一部を含む圧縮されたヘッダを有するパケットを受信する手順と、前記圧縮されたヘッダ情報とあらかじめ受信した参照情報とから圧縮前のヘッダ情報を復元する手順と、復元されたヘッダにおけるシーケンス番号の誤りを検出する手順と、シーケンス番号に誤りが検出された場合に、以前に正しくパケットを受信してから現在のパケットを受信するまでの経過時間及びパケット受信間隔に応じて、ヘッダの修復に使用する少なくとも一つのシーケンス番号候補を決定する手順と、前記候補シーケンス番号決定手順で決定されたシーケンス番号候補を用いて誤りが検出されたヘッダを復元する手順と、を実行させるためのヘッダ圧縮パケット受信プログラムにおいて、前記シーケンス番号候補を決定する手順は、前記経過時間及びパケット受信間隔を用いて誤差を含まない場合のラップアラウンド回数を算出するとともに、前記経過時間及び誤差を含んだパケット受信間隔を用いて誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数を算出し、前記誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数と前記誤差のない場合のラップアラウンド回数との差だけ前記シーケンス番号候補を決定するようにした。
【００３７】
この構成によれば、ヘッダ圧縮パケット受信装置をソフトウエアで構成してもハードウエアで構成した場合と同様の効果を発揮することができる。また、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータなどにより前述のヘッダ圧縮パケットの受信方法を容易に実現することが可能となる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態に係るヘッダ圧縮パケット受信装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図であり、図２は、本発明の実施の形態に係るヘッダ圧縮パケット受信装置の構成を示すブロック図である。
【００３９】
図１に示す無線通信装置は、説明の関係上受信側の構成のみ記載しているが、送信側の構成も備えているものとする。
【００４０】
送信側の装置から送信された無線信号は、アンテナ１０１を介して無線受信部１０２で受信される。無線受信部１０２では、無線信号に対して所定の無線受信処理（例えば、ダウンコンバートやＡ／Ｄ変換、復調処理など）を行い、無線受信処理後のパケットデータ（復調されたパケットデータ）をヘッダ圧縮パケット復元部１０３に出力する。
【００４１】
このパケットデータは、ヘッダ情報が圧縮されており、ヘッダ圧縮パケット復元部１０３においてヘッダ情報が復元される。ヘッダ情報が復元されたパケットデータは、ＩＰパケット処理部１０４に出力される。ＩＰパケット処理部１０４では、復元されたヘッダ情報のＩＰヘッダにしたがってＵＤＰパケットが抽出される。このＵＤＰパケットは、ＵＤＰパケット処理部１０５に出力される。
【００４２】
ＵＤＰパケット処理部１０５では、ＵＤＰパケットからＲＴＰパケットが抽出される。このＲＴＰパケットは、ＲＴＰパケット処理部１０６に出力される。ＲＴＰパケット処理部１０６では、ＲＴＰパケットからメディアデータが抽出される。メディアデータは、メディア復号部１０７に出力される。
【００４３】
メディア復号部１０７では、メディアデータに対してメディアに応じた復号処理が行われる。メディアデータは、符号化処理が施された音声データや画像データであるので、メディアデータが符号化処理された音声データであれば、音声データ復号処理が行われ、メディアデータが符号化された画像データであれば、画像データ復号処理が行われる。復号されたメディアデータは、メディア出力部１０８に出力される。メディア出力部１０８では、メディアデータが適切なデバイス（スピーカやモニタなど）で再生される。
【００４４】
ヘッダ圧縮パケット復元部１０３は、パケットデータを受信するパケット受信部２０１と、パケットデータのうちのペイロード部分とヘッダ部分とを分離するパケット情報分離部２０２と、圧縮されているヘッダを復元するヘッダ復元部２０３と、復元されたヘッダに誤りがあるかどうかを検出する第１誤り検出部２０５及び第２誤り検出部２１０と、誤りが検出されたヘッダを修復するヘッダ修復部２０９と、経過時間とパケット受信間隔と参照情報とから候補となるシーケンス（ＳＮ）番号を決定する候補ＳＮ決定部２０８と、誤り検出結果にしたがってヘッダを出力するセレクタ２１１と、参照情報を蓄積する参照情報メモリ２０４と、単位時間あたりに受信するパケット数をカウントするパケットカウンタ２０７と、タイマ２０６と、ヘッダ部分とペイロード分とでパケットを構成するパケット構成部２１２とを備えている。
【００４５】
次に、上記構成を有するヘッダ圧縮パケット受信装置の動作について説明する。
ヘッダ圧縮パケット復元部１０３のパケット受信部２０１により受信されたパケットは、パケット情報分離部２０２においてペイロード部分とヘッダ部分に分離される。ヘッダ復元部２０３では、圧縮されているヘッダ情報と、参照情報メモリ２０４に蓄積されている最新の参照情報を用いて、ヘッダを復元する。復元されたヘッダは、圧縮されたヘッダに付与されている誤り検出符号と共に第１誤り検出部２０５に出力される。
【００４６】
第１誤り検出部２０５では、誤り検出符号を用いて、復元されたヘッダに誤りがあるか否かを判定し、その結果をセレクタ２１１に出力する。誤りが検出された場合は、ヘッダの修復処理を行うために、ヘッダをヘッダ修復部２０９に出力する。
【００４７】
ここで、ヘッダの修復について説明する。ヘッダの修復は、最後に正しいパケットを受信してから現在受信したパケットまでの経過時間に応じて候補となるヘッダの数を決定し、それぞれの候補のヘッダに対して誤り検出を行う。正しいヘッダが得られた場合は、そのヘッダをセレクタ２１１に出力する。
【００４８】
具体的には、第１誤り検出部２０５で誤りが検出された場合、その検出結果はセレクタ２１１に出力されると共に、タイマ２０６に出力される。タイマ２０６は、経過時間を候補ＳＮ決定部２０８に出力する。また、タイマ２０６は、第１誤り検出部２０５の検出結果が正しかった場合に経過時間をリセットする。このため、誤りが検出された時のタイマ２０６の出力は経過時間と等しくなる。
【００４９】
一方、パケット受信部２０１から出力されたパケットデータは、パケットカウンタ２０７に出力され、パケットカウンタ２０７で、単位時間あたりに受信するパケット数をカウントする。そして、パケットカウンタ２０７は、単位時間あたりに受信するパケット数から求められるパケットの受信間隔を候補ＳＮ決定部２０８に出力する。
【００５０】
候補ＳＮ決定部２０８は、タイマ２０６からの経過時間と、パケットカウンタ２０７からのパケット受信間隔と、参照情報メモリ２０４からの参照情報とから候補となるシーケンス番号を決定する。このシーケンス番号を決定する方法について詳細に説明する。
【００５１】
前述の説明において、下位４ビットを伝送するパケットタイプを想定すると、１６パケット毎に１回の割合でラップアラウンドが起こる。よって、経過時間とパケット受信間隔とから、その経過時間中に受信したパケット数を求めることができる。このパケット数を１６（１回のラップアラウンドが起こるパケット数）で割ることにより、何回ラップアラウンドを起こしたかを算出する。
【００５２】
次に、このパケット受信間隔に一定の割合で誤差が生じた場合を想定し、誤差を含んだパケット受信間隔を用いてラップアラウンド回数を算出する。例として、±１０％の誤差を含んだ場合を想定する。＋１０％のパケット受信間隔で算出した場合のラップアラウンド回数を算出し、それらと誤差のないパケット受信間隔で算出したラップアラウンド回数の差の数だけ候補の数とする。
【００５３】
式を用いて説明する。経過時間をＴ（ｍｓ）とし、パケット受信間隔をＰｔ（ｍｓ）とし、Ｐｔに対して＋１０％の誤差、−１０％の誤差により算出されるラップアラウンド回数をＷ＋、Ｗ−とする。
Ｗ＋＝ｉｎｔ（（Ｔ／１．１）×（Ｐｔ／１６））
Ｗ−＝ｉｎｔ（（Ｔ／０．９）×（Ｐｔ／１６））
【００５４】
よって、シーケンス番号の候補の数は、（（Ｗ＋）−（Ｗ−）＋１）個となる。そして、参照情報２０４メモリにあるシーケンス番号をＲｅｆＳＮ、候補シーケンス番号をＣａｎＳＮ（ｎ）とすると、
ＣａｎＳＮ（１）＝ＲｅｆＳＮ＋（（Ｗ−）＜＜４）
ＣａｎＳＮ（２）＝ＲｅｆＳＮ＋（（Ｗ−）＋１）＜＜４）
ＣａｎＳＮ（ｎ）＝ＲｅｆＳＮ＋（（Ｗ＋）＜＜４）
（ｎ＝（（Ｗ＋）−（Ｗ−）＋１））
となる。
【００５５】
上記の例では、１０％の誤差の場合について説明しているがが、実際は、誤差については網の特性に応じて定めればよく、本発明においては、この誤差の決め方について特に限定しない。
【００５６】
具体的に、経過時間１秒、パケット受信間隔１０ｍｓの場合、
ＣａｎＳＮ（１）＝１５＋５＜＜４＝８５
ＣａｎＳＮ（２）＝１５＋６＜＜４＝１１１
となる。
【００５７】
したがって、候補ＳＮ決定部２０８は、上記値をヘッダ修復部２０９に出力する。ヘッダ修復部２０９は、受信した圧縮ヘッダのＳＮの一部と、候補シーケンス番号を用いてヘッダを復元し、復元されたヘッダを第２誤り検出部２１０に出力する。第２誤り検出部２１０では、復元されたヘッダに対して誤り検出を行う。誤り検出結果はセレクタ２１１に出力される。
【００５８】
誤り検出処理は、候補ＳＮ決定部２０８で決定された候補の数だけ実行する。セレクタ２１１では、第１誤り検出部２０５の検出結果がＯＫであれば、ヘッダ復元部２０３で得られたヘッダをパケット構成部２１２に出力すると共に、参照情報メモリ２０４に出力する。
【００５９】
第１誤り検出部２０５の検出結果がＮＧの場合、第２誤り検出部２１０で得られた検出結果のうち、どれか１つだけ誤りがなかった場合は、その誤りがなかったヘッダをパケット構成部２１２に出力すると共に、参照情報メモリ２０４に出力する。また、第２誤り検出部２１０で得られた検出結果のうちすべてＮＧであった場合には、パケット構成部２１２や参照情報メモリ２０４には何も出力しない。同様に、第２誤り検出部２１０で得られた検出結果のうち複数の検出結果がＯＫの場合（複数のヘッダに対して誤りがなかった）にもパケット構成部２１２や参照情報メモリ２０４には何も出力しない。
【００６０】
パケット構成部２１２では、セレクタ２１１から出力されたヘッダ情報をペイロードデータに合成してパケットデータとし、このパケットデータをＩＰパケット処理部１０４に出力する。また、セレクタ２１１から出力されたヘッダ情報は、参照情報メモリ２０４に蓄積される。
【００６１】
このように、本実施の形態に係るヘッダ圧縮パケット受信においては、伝送エラー発生時に修復に使用するシーケンス番号の候補数を少なくとも一つにしている。このシーケンス番号の候補数は、パケット受信間隔に基づいて決定している。このため、パケット受信間隔に応じて、修復に使用するシーケンス番号の候補数が変動するようになっている。したがって、パケット受信間隔が変動し、経過期間が長くなったとしても、それに応じて修復に使用するシーケンス番号の候補数が多くなるので、受信パケットを正しく復元できる可能性を向上させることができ、廃棄するパケット数を抑制することができる。
【００６２】
また、候補数の決定を経過時間に応じて行うことにより、修復に使用するシーケンス番号の候補数が変動するので、ヘッダ修復のための冗長な処理量の増加を抑制することができる。
【００６３】
本発明に係るヘッダ圧縮パケット受信装置は、無線受信端末装置や無線送受信端末装置のような通信端末装置に搭載することが可能である。これにより、ヘッダ圧縮パケットの伝送において受信性能を向上させることができる。
【００６４】
本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。例えば、上記実施の形態で使用した具体的数値についてはこれに限定されず、種々変更して実施することが可能である。
【００６５】
また、上記実施の形態においては、ヘッダ圧縮パケットの受信装置として説明しているが、ソフトウエアによる実現も可能である。すなわち、ＲＯＭなどの書き込み可能な記録媒体に本発明の方法を実現するプログラムを記憶させておき、この記憶させたプログラムをＣＰＵにて処理させるようにすることができる。さらに、このソフトウエアを記録媒体から読み出してコンピュータで実現することも可能である。このように本発明のヘッダ圧縮パケット受信装置をソフトウエアで構成してもハードウエアで構成した場合と同様の効果を発揮することができる。また、マイクロコンピュータやパーソナルコンピュータなどにより前述のヘッダ圧縮パケットの受信方法を容易に実現することが可能となる。
【００６６】
また、上記実施の形態では、ヘッダ復元後のヘッダの誤りを検出する第１誤り検出部とヘッダ修復後のヘッダの誤りを検出する第２誤り検出部を設けた場合について説明しているが、第１及び第２誤り検出部を兼用するような構成にしても良い。これにより、ハード規模を小さくすることが可能となる。
【００６７】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、ヘッダ圧縮パケットの受信技術において、伝送エラー発生時に修復するためのシーケンス番号の候補数を１つ以上にすることにより、受信パケットを正しく復元できる可能性を向上させることができる。また、候補数の決定を経過時間に応じて行うことにより、ヘッダ修復のための冗長な処理量の増加を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るヘッダ圧縮パケット受信装置を備えた無線通信装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態に係るヘッダ圧縮パケット受信装置の構成を示すブロック図
【図３】パケットデータの構成を示す図
【図４】ロバストヘッダ圧縮のパケットの種類を示す図
【図５】伝送エラーがない場合のロバストヘッダ圧縮のデータ伝送を示すシーケンス図
【図６】伝送エラーが発生した場合のロバストヘッダ圧縮のデータ伝送において、伝送エラーの影響が伝播しない状態を説明するためのシーケンス図
【図７】伝送エラーが発生した場合のロバストヘッダ圧縮のデータ伝送において、伝送エラーの影響が伝播する状態を説明するためのシーケンス図
【図８】伝送エラーが発生した場合のロバストヘッダ圧縮のデータ伝送において、連続してパケットが欠落した状態を説明するためのシーケンス図
【符号の説明】
１０１ アンテナ
１０２ 無線受信部
１０３ ヘッダ圧縮パケット復元部
１０４ ＩＰパケット処理部
１０５ ＵＤＰパケット処理部
１０６ ＲＴＰパケット処理部
１０７ メディア復号部
１０８ メディア出力部
２０１ パケット受信部
２０２ パケット情報分離部
２０３ ヘッダ復元部
２０４ 参照情報メモリ
２０５ 第１誤り検出部
２０６ タイマ
２０７ パケットカウンタ
２０８ 候補ＳＮ決定部
２０９ ヘッダ修復部
２１０ 第２誤り検出部
２１１ セレクタ
２１２ パケット構成部
Claims (6)
- シーケンス番号の一部を含む圧縮されたヘッダを有するパケットを受信する受信手段と、前記圧縮されたヘッダ情報とあらかじめ受信した参照情報とから圧縮前のヘッダ情報を復元するヘッダ復元手段と、復元されたヘッダにおけるシーケンス番号の誤りを検出する誤り検出手段と、シーケンス番号に誤りが検出された場合に、以前に正しくパケットを受信してから現在のパケットを受信するまでの経過時間及びパケット受信間隔に応じて、ヘッダの修復に使用する少なくとも一つのシーケンス番号候補を決定する候補シーケンス番号決定手段と、前記候補シーケンス番号決定手段により決定されたシーケンス番号候補を用いて誤りが検出されたヘッダを復元するヘッダ修復手段と、を具備するヘッダ圧縮パケット受信装置において、前記候補シーケンス番号決定手段は、前記経過時間及びパケット受信間隔を用いて誤差を含まない場合のラップアラウンド回数を算出するとともに、前記経過時間及び誤差を含んだパケット受信間隔を用いて誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数を算出し、前記誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数と前記誤差のない場合のラップアラウンド回数との差だけ前記シーケンス番号候補を決定することを特徴とするヘッダ圧縮パケット受信装置。
- 候補シーケンス番号決定手段は、前記経過時間を計測するタイマと、単位時間あたりの受信パケット数を計測する受信パケットカウンタと、を具備し、前記圧縮されたヘッダに含まれるシーケンス番号の一部、前記タイマからの前記経過時間、及び前記受信パケットカウンタの数から少なくとも一つのシーケンス番号候補を決定することを特徴とする請求項１記載のヘッダ圧縮パケット受信装置。
- 誤り検出手段は、ヘッダ修復手段によって修復されたヘッダの誤りを検出することを特徴とする請求項１または請求項２記載のヘッダ圧縮パケット受信装置。
- 請求項１から請求項３のいずれかに記載のヘッダ圧縮パケット受信装置を備えたことを特徴とする通信端末装置。
- シーケンス番号の一部を含む圧縮されたヘッダを有するパケットを受信する受信工程と、前記圧縮されたヘッダ情報とあらかじめ受信した参照情報とから圧縮前のヘッダ情報を復元するヘッダ復元工程と、復元されたヘッダにおけるシーケンス番号の誤りを検出する誤り検出工程と、シーケンス番号に誤りが検出された場合に、以前に正しくパケットを受信してから現在のパケットを受信するまでの経過時間及びパケット受信間隔に応じて、ヘッダの修復に使用する少なくとも一つのシーケンス番号候補を決定する候補シーケンス番号決定工程と、前記候補シーケンス番号決定工程において決定されたシーケンス番号候補を用いて誤りが検出されたヘッダを復元するヘッダ修復工程と、を具備するヘッダ圧縮パケット受信方法において、前記候補シーケンス番号決定工程は、前記経過時間及びパケット受信間隔を用いて誤差を含まない場合のラップアラウンド回数を算出するとともに、前記経過時間及び誤差を含んだパケット受信間隔を用いて誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数を算出し、前記誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数と前記誤差のない場合のラップアラウンド回数との差だけ前記シーケンス番号候補を決定することを特徴とするヘッダ圧縮パケット受信方法。
- コンピュータに、シーケンス番号の一部を含む圧縮されたヘッダを有するパケットを受信する手順と、前記圧縮されたヘッダ情報とあらかじめ受信した参照情報とから圧縮前のヘッダ情報を復元する手順と、復元されたヘッダにおけるシーケンス番号の誤りを検出する手順と、シーケンス番号に誤りが検出された場合に、以前に正しくパケットを受信してから現在のパケットを受信するまでの経過時間及びパケット受信間隔に応じて、ヘッダの修復に使用する少なくとも一つのシーケンス番号候補を決定する手順と、前記候補シーケンス番号決定手順で決定されたシーケンス番号候補を用いて誤りが検出されたヘッダを復元する手順と、を実行させるためのヘッダ圧縮パケット受信プログラムにおいて、前記シーケンス番号候補を決定する手順は、前記経過時間及びパケット受信間隔を用いて誤差を含まない場合のラップアラウンド回数を算出するとともに、前記経過時間及び誤差を含んだパケット受信間隔を用いて誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数を算出し、前記誤差を含んだ場合のラップアラウンド回数と前記誤差のない場合のラップ アラウンド回数との差だけ前記シーケンス番号候補を決定することを特徴とするヘッダ圧縮パケット受信プログラム。
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