JP3650362B2 - 高遅延狭帯域幅ワイヤレス・システムにおいてスパースなフィードバックを提供する方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
（発明の技術分野）
本発明は、参照ヘッダとして使用されるヘッダを有するパケットの受信を示すスパースなフィードバックを受信機から送信機に提供することによって、受信機が多数の肯定応答を送信機に送信することに起因してネットワーク帯域幅が非効率的に使用されるのを排除する方法および装置に関する。参照ヘッダとして使用されるヘッダを有するパケットの受信を示す、受信機から送信機に疎に提供されるフィードバックをスパースなフィードバックと呼ぶ。
【０００２】
インターネット・プロトコル（ＩＰ）ベースのリアルタイム・マルチメディア・アプリケーションの場合、パケットを使用してリアルタイム・データを搬送する。各パケットは１つのヘッダと１つのペイロードを含む。ヘッダはパケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスなどの情報を持ち、ペイロードは送信するデータを持つ。各パケットは、ＩＰおよび、通常ユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）より上位で使用されるリアルタイム・トランスファ・プロトコル（ＲＴＰ）に従ってフォーマットされる。ＲＴＰについては、「ＲＴＰ：Ａ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」（Ｈ． Ｓｃｈｕｌｚｒｉｎｎｅら、ＩＥＴＦ ＲＦＣ１８８９、１９９６年１月）に詳しい説明がある。１つのパケットの結合ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰヘッダのサイズはＩＰｖ４の場合は少なくとも４０バイト、ＩＰｖ６の場合は少なくとも６０バイトである。パケットあたり合計４０〜６０バイトのオーバヘッドは、スペクトル効率が関係するシステム（例えば、セルラー・ネットワーク）では重いと考えられる場合もある。このため、適切なＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰヘッダ圧縮機構が必要となる。
【０００３】
現在のヘッダ圧縮方式については、「Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｎｇ ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰ Ｈｅａｄｅｒｓ ｆｏｒ Ｌｏｗ−Ｓｐｅｅｄ Ｓｅｒｉａｌ Ｌｉｎｋｓ」（Ｓ．Ｃａｓｎｅｒら、ＩＥＴＦ ＲＦＣ２５０８、１９９９年２月）および「ＩＰ Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ」（Ｍ．Ｄｅｇｅｒｍａｒｋら、ＩＥＴＦ ＲＦＣ２５０７、１９９９年２月）に説明がある。ＲＦＣ２５０８に記載されているヘッダ圧縮方式では、４０〜６０バイトのＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰヘッダをポイントツーポイント・リンクを介して２または４バイトにまで圧縮可能である。このヘッダ圧縮方式は、パケットのヘッダのほとんどのフィールドは１つのセッションの間パケット・ストリームの中で一定であるという観察結果に基づいている。したがって、コンプレッサ（送信機）とデコンプレッサ（受信機）において１つの圧縮状態（コンテキスト）を確立することによって、ヘッダ情報を圧縮可能である。圧縮ヘッダを有するパケットはこのときコンプレッサからデコンプレッサに送信される。ここで、圧縮ヘッダは圧縮状態の一部として格納される参照ヘッダに相当する。各圧縮ヘッダには最小限の情報が含まれる。圧縮ヘッダで搬送される情報は、確立された圧縮状態に基づいてデコンプレッサで解凍される。
【０００４】
ＲＦＣ２５０８では、ＲＴＰタイムスタンプなどの、ＲＴＰヘッダのフィールドで発生するパケットごとの変化は、エラーなしに受信された先行ヘッダから線形外挿法によって予測可能である。このため、ＲＴＰヘッダでは、送信される主情報はパケット損失の検出に使用されるシーケンス番号である。セッションを開始したり、コンプレッサとデコンプレッサの間で圧縮状態を再同期させたりするには、フルヘッダ（ＦＨ）を含むパケットをコンプレッサからデコンプレッサに送信する。ＦＨにはパケットのヘッダの全情報が含まれており、参照ヘッダとして使用（格納）される。セッションが開始された後または再同期が行われた後、後続パケットはすべてヘッダが圧縮された状態で送信される。圧縮ヘッダには、例えば、次のような２つの種類がある。
【０００５】
第１の種類の圧縮ヘッダは、後から送信されるパケットの後続ヘッダを１つ前の先行ヘッダから線形に外挿できるときに使用する。この場合、コンプレッサはシーケンス番号を圧縮ヘッダとして送信する。このような圧縮ヘッダを二次（ＳＯ）ヘッダと呼ぶ。第２の種類の圧縮ヘッダは、後から送信されるパケットの後続ヘッダを線形に外挿できないときに使用する。この場合、コンプレッサはシーケンス番号を含む追加情報を圧縮ヘッダとして送信する。このような圧縮ヘッダを一次（ＦＯ）ヘッダと呼ぶ。ＦＯヘッダには、後から送信されるパケットの圧縮ヘッダを正確に解凍するのに必要な追加情報が含まれる。ＲＦＣ２５０８では、解凍されるすべてのヘッダが参照ヘッダとして格納される。現行ヘッダを解凍するためには、デコンプレッサが先行ヘッダを正しく解凍していなければならない。実際、圧縮ヘッダを有するパケットが送信時に損失または破損されるのは珍しいことではない。この結果、コンプレッサおよびデコンプレッサが最適とはいえない状態に留まる時間が若干長くなる。圧縮ヘッダを有するパケットの受信時にも、ラウンド・トリップ遅延によって同じことが起こる可能性がある。このように、コンプレッサおよびデコンプレッサで処理されるデータ・ストリームでは、帯域幅の追加が必要な場合がある。
【０００６】
ＲＦＣ２５０８に記載されているヘッダ圧縮方式を改良するために、デコンプレッサはＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットを受信したという肯定応答をコンプレッサに送信する。コンプレッサは、ＦＨパケットを受信したという肯定応答に応答して、ＦＯ状態に切り替えて、線形外挿法を実施できないＦＯヘッダ・パケットの送信を開始するか、あるいは、ＳＯ状態に切り替えて、線形外挿法を実施できるＳＯヘッダ・パケットの送信を開始する。ＦＨパケットの場合と同様に、コンプレッサは、ＦＯヘッダ・パケットを受信したという肯定応答に応答して、ＳＯ状態に切り替えて、ＳＯヘッダ・パケットの送信を開始する。
【０００７】
セルラー・ネットワークなどのエラー／損失が発生しやすい通信環境では、デコンプレッサは、コンプレッサ側の挙動の変更を確認するまで、肯定応答がコンプレッサによって正常に受信されたことを確定できない。すなわち、従来の装置のデコンプレッサは、コンプレッサが挙動を変更したことを確認するまで、肯定応答が正常に受信されたことを認識しない。つまり、デコンプレッサは、ＦＨパケットの代わりにＦＯヘッダ・パケットを、ＦＯヘッダ・パケットの代わりにＳＯヘッダ・パケットを確認する。この間、デコンプレッサは各パケットのヘッダを受信したという肯定応答を送信し続ける。さらに、従来の装置のデコンプレッサでは、コンプレッサの挙動が変更された結果生じるパケット受信時のラウンド・トリップ遅延によって、肯定応答が正常に受信されたことを認識しない状態が続く。よって、従来の手法は、ネットワークの帯域幅が非効率的に使用されるという欠点を持っている。
【０００８】
図１は、最初の肯定応答の送信後も、それぞれかつすべてのＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答して肯定応答が送信されることから、ネットワークの帯域幅が非効率的に使用されることを図示している。前述したように、ＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットが受信されるたびに、ＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットの受信を知らせる肯定応答がデコンプレッサからコンプレッサに送信される。図１では、時刻ｔ０にＦＯ（ｎ）ヘッダ・パケットがコンプレッサから送信され、時刻ｔ１にデコンプレッサで検出されると仮定する。また、時刻ｔ１に、デコンプレッサはＦＯ（ｎ）ヘッダ・パケットに応答して、肯定応答（ＡＣＫ（ｎ））をコンプレッサに送信する。図１では、Ｔｄｄはデコンプレッサからコンプレッサへの送信遅延、Ｔｄｕはコンプレッサからデコンプレッサへの送信遅延、Ｔｓａｍｐは連続媒体サンプルがパケットに挿入される時間間隔、ＡＣＫ（ｎ）はＦＨパケットまたはＦＯ（ｎ）ヘッダ・パケット受信時にデコンプレッサから送信される肯定応答、ＳＯ（ｎ＋（Ｔｄｄ＋Ｔｄｕ）／Ｔｓａｍｐ）はＡＣＫ（ｎ）の受信に応答してコンプレッサが送信するＳＯヘッダ・パケットである。
【０００９】
図１によると、時刻ｔ０以降、時刻ｔ１を経過して、時刻ｔ２にＡＣＫ（ｎ）を受信するまで、コンプレッサはＦＯヘッダ・パケットの送信を続ける。デコンプレッサは、ＦＯ（ｎ）ヘッダ・パケットの後に送信される各ＦＯヘッダ・パケットに応答して、ＡＣＫを１つずつコンプレッサに送信する。時刻ｔ２に、ＡＣＫ（ｎ）を受信すると、コンプレッサはＳＯヘッダ・パケットのデコンプレッサへの送信を開始する。ｔ２以降は、デコンプレッサはＳＯヘッダ・パケットの最初のパケットを受信し、それによってＡＣＫ（ｎ）がコンプレッサで正常に受信されたことを示す。デコンプレッサは、この時点で、ＡＣＫのコンプレッサへの送信を中止する。
【００１０】
図１からわかるように、時刻ｔ０からｔ２の間は、ＦＯヘッダ・パケットがコンプレッサから送信し続けられ、デコンプレッサは、各ＦＯヘッダ・パケットに応答してＡＣＫを１つずつ送信するので、ネットワークの貴重な帯域幅が占有される。よって、従来の手法では、ネットワークの帯域幅が非効率的に使用されることになる。
【００１１】
（発明の開示）
本発明は、参照ヘッダとして使用されるヘッダを有するパケットの受信を示すスパースなフィードバックを受信機から送信機に提供することによって、受信機が多数の肯定応答を送信機に送信することに起因してネットワーク帯域幅が非効率的に使用されるのを排除する方法および装置を提供する。
【００１２】
本発明はスペクトル効率が関係するネットワーク・システムに適用可能である。本発明は、また、ネットワーク・システム内で送信されるパケットのヘッダの圧縮によって、ネットワーク・システムの帯域幅の使用効率が改善される場合にも適用可能である。このようなネットワーク・システムでは、送信機（コンプレッサ）と受信機（デコンプレッサ）との間のリンクまたは通信チャネルで圧縮状態が確立されるので、リンクまたは通信チャネルを介してコンプレッサとデコンプレッサ間で送信されるパケットはヘッダが圧縮された状態で送信される。圧縮状態は、ヘッダを参照ヘッダとして使用するときに、パケットのヘッダに含まれる情報に対応する情報をコンプレッサとデコンプレッサの両方でコンテキストとして格納することによって確立される。コンプレッサとデコンプレッサは、例えば、ネットワーク・システム内にそれぞれ単独の装置として提供してもよいし、ネットワーク・システムに含まれる、例えば、ルータ、ホスト、端末などの装置の一部として提供してもよい。
【００１３】
本発明では、参照ヘッダとして使用されるヘッダを有するパケットが送信機から受信機に送信される。このようなパケットには、例えば、ＦＨパケットやＦＯヘッダ・パケットがある。本発明によると、受信機は、参照ヘッダを有するパケットを受信すると、それに応答して、参照ヘッダを有するパケットの受信を示すフィードバックを送信機に送信する。フィードバックを送信した後、受信機は、所定時間待機してから、参照ヘッダを有する別のパケットが送信機から送信されるのに応答して別のフィードバックを送信する。
【００１４】
受信機が所定時間待機してから別のフィードバックを送信するのは、送信機がフィードバックを受信したという情報を送信機から受信する時間を設けるためである。所定時間とは、例えば、受信機から送信機に、およびその逆の方向に送信されるパケットのラウンド・トリップ時間に相当する。
フィードバックに応答して送信機から受信機に戻される情報には、例えば、送信機がその挙動を変更したという情報がある。具体的には、例えば、参照ヘッダに相当する圧縮ヘッダを有するパケットがこれに当たる。このようなパケットは、例えば、ＳＯヘッダ・パケットでもよい。
本発明は、添付図面を参照した以下の詳細な説明によりさらに明らかになるであろう。
【００１５】
（発明を実施する最良の形態）
本発明の特徴を図２〜４に図示するが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のアーキテクチャで実施可能であることを理解されたい。本発明は、コンプレッサとデコンプレッサを使用して、圧縮ヘッダを有するパケットを送信するシステムに適用可能であると後述されている。ただし、本発明は、帯域幅の節約が必要であり、受信機から送信機に送信される肯定応答数の削減が帯域幅の使用効率を高めることになる任意のシステムに適用可能である。
【００１６】
図２に図示する本発明のネットワーク・システムは端末１０２を具備し、この端末１０２はＩＰネットワーク１０８に接続される。端末１０２としては、例えば、ＩＰ／ＲＴＰ／ＵＤＰに従って処理を実行するパーソナル・コンピュータ、電話型装置、ホスト、ラップトップなどの装置を使用できる。特に、端末１０２は、ＲＴＰに従ってフォーマットされてＩＰネットワーク１０８を介して送信される音声サンプルのパケットを提供できる。このために、端末１０２は、端末１０２（例えば、ＩＰアドレス、ポート番号などを含む）をＲＴＰパケットの送信元または宛先のいずれかとして認識するＲＴＰエンドポイント１０４を含む。一例としてＩＰネットワークを示しているが、これに代わって他の種類のパケット交換網も使用できる。端末１０２はタイムスタンプ生成のためのローカル・タイマ１０３も含む。
【００１７】
ＩＰネットワーク１０８にはアクセスネットワーク基盤（ＡＮＩ）１１０が接続される。ＡＮＩ１１０には、無線周波数（ＲＦ）リンク１４０を介してワイヤレス端末１３０が結合される。ＲＦリンク１４０は、端末１３０からＡＮＩ１１０にデータを送信するアップリンク１４２と、ＡＮＩ１１０から端末１３０にデータを送信するダウンリンク１４４とを含む。ＡＮＩ１１０は、あるリージョンの異なる領域にある、端末１３０などの１つ以上のワイヤレス端末すなわちＲＦ端末とＩＰネットワーク１０８との間のインタフェースとして働く。ＡＮＩ１１０は、ＩＰネットワーク１０８によって提供されるワイヤライン信号と端末１３０などの端末によって提供されるワイヤレス信号すなわちＲＦ信号との間の変換などの機能を実行する。したがって、ＡＮＩ１１０は、ＩＰネットワーク１０８から受信したＲＴＰパケットをＲＦリンク１４０を介して端末１３０に送信したり、例えば端末１３０から受信したＲＴＰパケットをＩＰネットワーク１０８を介して、例えば端末１０２に送信することができる。
【００１８】
本発明によると、ＡＮＩ１１０は、ＡＮＩ＿ＡＤ１１２やＡＮＩ＿ＡＤ１１４などの１つ以上のＡＮＩアダプタ（ＡＮＩ＿ＡＤ）を含む。ＡＮＩ＿ＡＤはそれぞれタイマ１１３を含み、パケットをダウンリンク１４４を介して端末１３０に送信する前にＲＴＰパケットに対してヘッダ圧縮を行い、パケットを端末１３０からアップリンク１４２を介して受信した後でＲＴＰパケットに対してヘッダ解凍を行う。各パケットのヘッダは、タイムスタンプ・フィールドなどの１つ以上のフィールドを含む。ＩＰネットワーク１０８から受信した各パケットのヘッダは、ＡＮＩ＿ＡＤ１１２によってＲＦＣ２５０８に従って圧縮されてから、ダウンリンク１４４を介して端末１３０に送信される。アップリンク１４２を介して端末１３０から受信した各パケットのヘッダは、ＡＮＩ＿ＡＤ１１２によってＲＦＣ２５０８に従って解凍されてから、ＩＰネットワーク１０８に送信される。このように、それぞれのＡＮＩ＿ＡＤはコンプレッサおよび／またはデコンプレッサ（コンプレッサ／デコンプレッサ１１５）として働く。よって、ＲＦＣ２５０８に従う圧縮／解凍機能は、システム内に含まれる任意の装置（例えば、ルータ、ホスト、電話型装置など）で実施することができる。
【００１９】
各ＡＮＩ＿ＡＤはあるリージョン内の特定領域にある端末とＩＰネットワーク１０８との間のインタフェースとして働き、タイマ１１３を使ってタイマ・ベースの圧縮／解凍手法を実施する。ＡＮＩ＿ＡＤ１１２はジッター低減機能（ＪＲＦ）１１６も含み、これはＩＰネットワーク１０８を介して受信したパケット（ヘッダ）上のジッターを測定し、過剰なジッターを有するパケット／ヘッダを廃棄する働きをする。他のリージョンの他の領域にある他の端末とＩＰネットワーク１０８との間のインタフェースとして、例えばＡＮＩ１２０などの追加ＡＮＩも具備される。ＡＮＩ１２０も、前述のように、少なくとも１つのタイマと１つのＪＲＦを含むＡＮＩ＿ＡＤ１２２などの１つ以上のＡＮＩ＿ＡＤを含む。
【００２０】
端末１３０は、端末１３０（例えば、ＩＰアドレス、ポート番号などを含む）をＲＴＰパケットの送信元および／または宛先として識別するＲＴＰエンドポイント１３２を含む。端末１３０はターミナル・アダプタ（ＴＥＲＭ＿ＡＤ）１３６も含み、これはアップリンク１４２を介して送信されるパケットのヘッダに対してヘッダ圧縮を行い、ダウンリンク１４４を介して受信されるパケットのヘッダに対してヘッダ解凍を行う。よって、ＴＥＲＭ＿ＡＤ１３６は、ＡＮＩ＿ＡＤと同様に、コンプレッサまたはデコンプレッサ（コンプレッサ／デコンプレッサ１３７）として働く。ＴＥＲＭ＿ＡＤ１３６は、現行ヘッダのＲＴＰタイムスタンプとほぼ類似のものを計算し、引き続きパケットを受信する間隔を測定するタイマ１３４を含む。
【００２１】
図２に図示する構成は本発明を実践するシステムの一例である。このシステムでは、帯域幅が不足し、エラーの発生が珍しくない、ワイヤレス・リンク１４０などのリンクまたは通信チャネルを介してＲＴＰパケットが送信される。しかしながら、本発明はワイヤレス・リンクに限定されるものではなく、実際には、ワイヤライン・リンクを含む多様なリンクや通信チャネルに適用可能である。本発明は、例えば、ＩＰネットワークまたはＩＰ電話方式を介した音声送信に使用されるパケットにも適用できる。
【００２２】
図２に関する本発明の諸機能を図示するために、次のように仮定する。すなわち、例えば、音声を含む、パケット形式のデータを端末１０２からＩＰネットワーク１０８を経てＡＮＩ１１０、ＡＮＩ＿ＡＤ１１２、およびダウンリンク１４４を介して端末１３０に送信する。ダウンリンク１４４の帯域幅を節約するために、端末１０２から送信される各パケットのヘッダを、ＡＮＩ＿ＡＤ１１２の一部であるコンプレッサ／デコンプレッサ１１５によって圧縮する。圧縮ヘッダを有するパケットをコンプレッサ／デコンプレッサ１１５がダウンリンク１４４を介して端末１３０に送信する。コンプレッサ／デコンプレッサ１３７を含む端末１３０がダウンリンク１４４を介して送信されるパケットのヘッダを解凍して、元のパケットに戻す。ここで元のパケットを端末１３０によって処理する。
【００２３】
コンプレッサ／デコンプレッサ１１５とコンプレッサ／デコンプレッサ１３７の間でセッションを開始したり、コンプレッサとして働くコンプレッサ／デコンプレッサ１１５とデコンプレッサとして働くコンプレッサ／デコンプレッサ１３７の間の圧縮状態を再同期するために、フルヘッダ（ＦＨ）または一次（ＦＯ）ヘッダなどの参照ヘッダを含むパケットをコンプレッサ１１５からデコンプレッサ１３７に送信する。ＦＨまたはＦＯヘッダはパケットのヘッダの各フィールドに対応する情報を含んでいる。このような情報は、コンプレッサ１１５およびデコンプレッサ１３７で参照ヘッダ（コンテキスト）として格納される。セッションの開始後または再同期後は、コンプレッサ１１５からデコンプレッサ１３７に送信されるすべての後続パケットはヘッダが圧縮された状態で送信される。圧縮ヘッダには、例えば、次のような２つの種類がある。第１の種類の圧縮ヘッダは、後から送信されるパケットのヘッダを参照ヘッダから線形に外挿できるときに使用する。この種の圧縮ヘッダを二次（ＳＯ）ヘッダと呼ぶ。第２の種類の圧縮ヘッダはＦＯヘッダである。ＦＯヘッダは、後から送信されるパケットのヘッダを線形に外挿できないときに使用する。前述のように、ＦＨおよびＦＯヘッダは両方とも参照ヘッダとして使用される。
【００２４】
ＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットのいずれかを受信すると、デコンプレッサ１３７はＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットを受信したというフィードバックをコンプレッサ１１５に送る。コンプレッサ１１５は、ＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットを正常に受信したというフィードバックをデコンプレッサ１３７から受信するまでＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットを送信し続けることに注意されたい。デコンプレッサ１３７からのフィードバックはアップリンク１４２を介してコンプレッサ１１５に送信される。
【００２５】
従来の手法では、コンプレッサ１１５によって連続送信されるそれぞれかつすべてのＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答して、デコンプレッサ１３７が肯定応答を１つずつ送信する。したがって、従来の手法では、アップリンク１４２の帯域幅が非効率的に使用される。
【００２６】
本発明では、デコンプレッサ１３７に、ＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答してフィードバックを送信させた後、所定時間待機させてから、コンプレッサ１１５によって連続送信されるＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答して別のフィードバックを送信させることによって、アップリンク１４２の帯域幅を節約する。よって、デコンプレッサ１３７は、ＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答してアップリンク１４２を介して１つのフィードバックを送信し、フィードバックを受信したというコンプレッサ１１５からの通知を待つ。所定時間経過しても、コンプレッサ１１５がフィードバックを受信したという通知を受信しない場合には、デコンプレッサ１３７は次に送信されるＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答して別のフィードバックを送信する。
【００２７】
次に送信されるＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答して別のフィードバックを送信するまでデコンプレッサ１３７が所定時間待つのは、フィードバックがアップリンク１４２を通過してコンプレッサ１１５に送られる時間と、コンプレッサ１１５からのフィードバックの受信通知がダウンリンク１４４を通過してデコンプレッサに戻る時間を見込んでのことである。所定時間は、例えば、パケットがデコンプレッサ１３７からアップリンク１４２を介してコンプレッサ１１５に送信され、ダウンリンク１４４を介してデコンプレッサに戻るのに要するラウンド・トリップ時間（ＲＴＴ）に相当する。コンプレッサがフィードバックを受信したというコンプレッサ１１５からの情報は、例えば、ＳＯヘッダ・パケットを送信することによってコンプレッサ１１５がその挙動を変更したという情報でもよい。
【００２８】
本発明の基本的な特徴は、デコンプレッサ１３７からコンプレッサ１１５に送信されるフィードバックがデコンプレッサ１３７とコンプレッサ１１５との間のリンクを正常に通過して、コンプレッサ１１５にその挙動を変更させる可能性が高いことである。フィードバックはデコンプレッサ１３７とコンプレッサ１１５の間のリンクを正常に通過する可能性が高いので、フィードバックがコンプレッサ１１５によって受信されないという事態は滅多に発生しないであろう。そのような場合には、デコンプレッサは次に送信されるＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答して別のフィードバックを再送信する。
【００２９】
本発明の手法を図３に図示する。図３では、図１と同じように、Ｔｄｄはデコンプレッサ１３７からコンプレッサ１１５への送信遅延、Ｔｄｕはコンプレッサ１１５からデコンプレッサ１３７への送信遅延、Ｔｓａｍｐは連続媒体サンプルの時間間隔、ＨＤＲ（ｎ）は、コンプレッサ１１５からシーケンス番号ｎで送信される、参照ヘッダ（ＦＨまたはＦＯヘッダ）として使用可能なヘッダを有するパケット、ＦＢ（ｎ）は、ヘッダＨＤＲ（ｎ）を有するパケットの受信時にデコンプレッサ１３７からコンプレッサ１１５に送信されるフィードバック、Ｔｒｏｕｎｄはデコンプレッサ１３７とコンプレッサ１１５の間のリンクをパケットが通過して戻るラウンド・トリップ遅延で、ＴｒｏｕｎｄはＴｄｄ＋Ｔｄｕに等しい。また、ＣＨは、ＦＯの最適とはいえない状態またはＳＯの最適以上の状態にある圧縮ヘッダを有するパケットである。
【００３０】
図３に示すように、時刻ｔ０において、コンプレッサ１１５はヘッダＨＤＲ（ｎ）を有するパケットをデコンプレッサ１３７に送信する。時刻ｔ１においては、デコンプレッサ１３７はヘッダＨＤＲ（ｎ）を有するパケットを検出し、それに応答してフィードバックＦＢ（ｎ）をコンプレッサ１１５に送信する。その間、コンプレッサ１１５は、時刻ｔ１を経過しても、ヘッダＨＤＲ（ｎ）を有するパケットを送信し続ける。デコンプレッサ１３７は、フィードバックＦＢ（ｎ）をコンプレッサ１１５に送信した後、例えば、Ｔｒｏｕｎｄに相当する所定時間待機する。言い換えれば、デコンプレッサ１３７は、時間Ｔｒｏｕｎｄが経過するまで、ヘッダＨＤＲ（ｎ）を有するどのパケットに対しても別のフィードバックを送信しない。
【００３１】
時刻ｔ２にフィーバックＦＢ（ｎ）を受信すると、コンプレッサ１１５はその挙動を変更して、圧縮ヘッダを有するパケットＣＨ（ｎ＋（Ｔｄｄ＋Ｔｄｕ）／Ｔｓａｍｐ）の送信を開始する。デコンプレッサ１３７は、コンプレッサ１１５から圧縮ヘッダを有するパケットＣＨ（ｎ＋（Ｔｄｄ＋Ｔｄｕ）／Ｔｓａｍｐ）を受信する。これはフィードバックＦＢ（ｎ）がコンプレッサ１１５によって正常に受信されたことを示す。
【００３２】
図４は、本発明に係る、例えばリンク層のエラーなどによってフィードバックＦＢ（ｎ）を損失した場合を図示している。このような場合には、デコンプレッサ１３７は所定時間が経過するまで待機してから、フィードバックＦＢ（ｎ）を受信したという情報または通知がコンプレッサ１１５から送信されなかったと判断する。デコンプレッサ１３７は、次に、ヘッダＨＤＲを有する次に送信されるパケットに応答して、別のフィードバックＦＢをコンプレッサ１１５に送信し、さらに所定時間待機する。当然ながら、再送信されたフィードバックＦＢを受信したという通知をコンプレッサ１１５が送信しない場合には、少なくともコンプレッサ１１５とデコンプレッサ１３７は最適とはいえない状態に留まることになる。最適とはいえない状態とは、参照ヘッダ（ＦＨまたはＦＯヘッダ）として使用されるヘッダを有するパケットが送信される場合をいう。
【００３３】
本発明には、フィードバックの受信通知を受信しなかった場合でも、従来の手法に従って送信されるであろう肯定応答数に比べて、デコンプレッサ１３７からコンプレッサ１１５に送信されるフィードバック数が少ないという利点がある。本発明によると、後続のフィードバックは所定時間の経過後にのみ送信される。したがって、本発明では、デコンプレッサ１３７からコンプレッサ１１５にフィードバックが疎に送信される。
【００３４】
前述したように、本発明は、受信機が多数の肯定応答を送信機に送信することに起因してネットワーク帯域幅が非効率的に使用されるのを排除する方法および装置を提供する。本発明は、参照ヘッダとして使用されるヘッダを有するパケットの受信を示すスパースなフィードバックを受信機から送信機に提供することによってこれを達成する。具体的には、本発明は、参照ヘッダを有するパケットを受信機で受信すると、参照ヘッダを有するパケットの受信を示すフィードバックを送信機に提供する。受信機は、ここで所定時間待機してから、参照ヘッダを有する別のパケットに応答して別のフィードバックを提供する。この所定時間は、フィードバックが受信機と送信機の間のリンクを通過し、送信機がフィードバックを受信したという情報が送信機と受信機との間のリンクを通過する時間を見込んだものである。このように、本発明は、例えば参照ヘッダを有するパケットの受信を知らせるフィードバックを送信機に疎に提供することによって、ネットワークの帯域幅を効率的に利用するものである。
【００３５】
本発明について添付図面を参照して詳細に説明してきたが、本発明の技術思想および範囲を超えることなく、当業者が認識可能な多数の変更および変形を加え得るので、本発明はこのような詳細に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の手法によるネットワーク・システムの帯域幅の非効率的な使用を示す図である。
【図２】 本発明によるネットワーク・システム・アーキテクチャの一例を示す図である。
【図３】 本発明の手法によるネットワーク・システムの帯域幅の効率的な使用を示す図である。
【図４】 本発明の手法によるネットワーク・システムの帯域幅の効率的な使用を示す図である。
（発明の技術分野）
本発明は、参照ヘッダとして使用されるヘッダを有するパケットの受信を示すスパースなフィードバックを受信機から送信機に提供することによって、受信機が多数の肯定応答を送信機に送信することに起因してネットワーク帯域幅が非効率的に使用されるのを排除する方法および装置に関する。参照ヘッダとして使用されるヘッダを有するパケットの受信を示す、受信機から送信機に疎に提供されるフィードバックをスパースなフィードバックと呼ぶ。
【０００２】
インターネット・プロトコル（ＩＰ）ベースのリアルタイム・マルチメディア・アプリケーションの場合、パケットを使用してリアルタイム・データを搬送する。各パケットは１つのヘッダと１つのペイロードを含む。ヘッダはパケットの送信元アドレスおよび宛先アドレスなどの情報を持ち、ペイロードは送信するデータを持つ。各パケットは、ＩＰおよび、通常ユーザ・データグラム・プロトコル（ＵＤＰ）より上位で使用されるリアルタイム・トランスファ・プロトコル（ＲＴＰ）に従ってフォーマットされる。ＲＴＰについては、「ＲＴＰ：Ａ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ ｆｏｒ Ｒｅａｌ−Ｔｉｍｅ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」（Ｈ． Ｓｃｈｕｌｚｒｉｎｎｅら、ＩＥＴＦ ＲＦＣ１８８９、１９９６年１月）に詳しい説明がある。１つのパケットの結合ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰヘッダのサイズはＩＰｖ４の場合は少なくとも４０バイト、ＩＰｖ６の場合は少なくとも６０バイトである。パケットあたり合計４０〜６０バイトのオーバヘッドは、スペクトル効率が関係するシステム（例えば、セルラー・ネットワーク）では重いと考えられる場合もある。このため、適切なＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰヘッダ圧縮機構が必要となる。
【０００３】
現在のヘッダ圧縮方式については、「Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｎｇ ＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰ Ｈｅａｄｅｒｓ ｆｏｒ Ｌｏｗ−Ｓｐｅｅｄ Ｓｅｒｉａｌ Ｌｉｎｋｓ」（Ｓ．Ｃａｓｎｅｒら、ＩＥＴＦ ＲＦＣ２５０８、１９９９年２月）および「ＩＰ Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ」（Ｍ．Ｄｅｇｅｒｍａｒｋら、ＩＥＴＦ ＲＦＣ２５０７、１９９９年２月）に説明がある。ＲＦＣ２５０８に記載されているヘッダ圧縮方式では、４０〜６０バイトのＩＰ／ＵＤＰ／ＲＴＰヘッダをポイントツーポイント・リンクを介して２または４バイトにまで圧縮可能である。このヘッダ圧縮方式は、パケットのヘッダのほとんどのフィールドは１つのセッションの間パケット・ストリームの中で一定であるという観察結果に基づいている。したがって、コンプレッサ（送信機）とデコンプレッサ（受信機）において１つの圧縮状態（コンテキスト）を確立することによって、ヘッダ情報を圧縮可能である。圧縮ヘッダを有するパケットはこのときコンプレッサからデコンプレッサに送信される。ここで、圧縮ヘッダは圧縮状態の一部として格納される参照ヘッダに相当する。各圧縮ヘッダには最小限の情報が含まれる。圧縮ヘッダで搬送される情報は、確立された圧縮状態に基づいてデコンプレッサで解凍される。
【０００４】
ＲＦＣ２５０８では、ＲＴＰタイムスタンプなどの、ＲＴＰヘッダのフィールドで発生するパケットごとの変化は、エラーなしに受信された先行ヘッダから線形外挿法によって予測可能である。このため、ＲＴＰヘッダでは、送信される主情報はパケット損失の検出に使用されるシーケンス番号である。セッションを開始したり、コンプレッサとデコンプレッサの間で圧縮状態を再同期させたりするには、フルヘッダ（ＦＨ）を含むパケットをコンプレッサからデコンプレッサに送信する。ＦＨにはパケットのヘッダの全情報が含まれており、参照ヘッダとして使用（格納）される。セッションが開始された後または再同期が行われた後、後続パケットはすべてヘッダが圧縮された状態で送信される。圧縮ヘッダには、例えば、次のような２つの種類がある。
【０００５】
第１の種類の圧縮ヘッダは、後から送信されるパケットの後続ヘッダを１つ前の先行ヘッダから線形に外挿できるときに使用する。この場合、コンプレッサはシーケンス番号を圧縮ヘッダとして送信する。このような圧縮ヘッダを二次（ＳＯ）ヘッダと呼ぶ。第２の種類の圧縮ヘッダは、後から送信されるパケットの後続ヘッダを線形に外挿できないときに使用する。この場合、コンプレッサはシーケンス番号を含む追加情報を圧縮ヘッダとして送信する。このような圧縮ヘッダを一次（ＦＯ）ヘッダと呼ぶ。ＦＯヘッダには、後から送信されるパケットの圧縮ヘッダを正確に解凍するのに必要な追加情報が含まれる。ＲＦＣ２５０８では、解凍されるすべてのヘッダが参照ヘッダとして格納される。現行ヘッダを解凍するためには、デコンプレッサが先行ヘッダを正しく解凍していなければならない。実際、圧縮ヘッダを有するパケットが送信時に損失または破損されるのは珍しいことではない。この結果、コンプレッサおよびデコンプレッサが最適とはいえない状態に留まる時間が若干長くなる。圧縮ヘッダを有するパケットの受信時にも、ラウンド・トリップ遅延によって同じことが起こる可能性がある。このように、コンプレッサおよびデコンプレッサで処理されるデータ・ストリームでは、帯域幅の追加が必要な場合がある。
【０００６】
ＲＦＣ２５０８に記載されているヘッダ圧縮方式を改良するために、デコンプレッサはＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットを受信したという肯定応答をコンプレッサに送信する。コンプレッサは、ＦＨパケットを受信したという肯定応答に応答して、ＦＯ状態に切り替えて、線形外挿法を実施できないＦＯヘッダ・パケットの送信を開始するか、あるいは、ＳＯ状態に切り替えて、線形外挿法を実施できるＳＯヘッダ・パケットの送信を開始する。ＦＨパケットの場合と同様に、コンプレッサは、ＦＯヘッダ・パケットを受信したという肯定応答に応答して、ＳＯ状態に切り替えて、ＳＯヘッダ・パケットの送信を開始する。
【０００７】
セルラー・ネットワークなどのエラー／損失が発生しやすい通信環境では、デコンプレッサは、コンプレッサ側の挙動の変更を確認するまで、肯定応答がコンプレッサによって正常に受信されたことを確定できない。すなわち、従来の装置のデコンプレッサは、コンプレッサが挙動を変更したことを確認するまで、肯定応答が正常に受信されたことを認識しない。つまり、デコンプレッサは、ＦＨパケットの代わりにＦＯヘッダ・パケットを、ＦＯヘッダ・パケットの代わりにＳＯヘッダ・パケットを確認する。この間、デコンプレッサは各パケットのヘッダを受信したという肯定応答を送信し続ける。さらに、従来の装置のデコンプレッサでは、コンプレッサの挙動が変更された結果生じるパケット受信時のラウンド・トリップ遅延によって、肯定応答が正常に受信されたことを認識しない状態が続く。よって、従来の手法は、ネットワークの帯域幅が非効率的に使用されるという欠点を持っている。
【０００８】
図１は、最初の肯定応答の送信後も、それぞれかつすべてのＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答して肯定応答が送信されることから、ネットワークの帯域幅が非効率的に使用されることを図示している。前述したように、ＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットが受信されるたびに、ＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットの受信を知らせる肯定応答がデコンプレッサからコンプレッサに送信される。図１では、時刻ｔ０にＦＯ（ｎ）ヘッダ・パケットがコンプレッサから送信され、時刻ｔ１にデコンプレッサで検出されると仮定する。また、時刻ｔ１に、デコンプレッサはＦＯ（ｎ）ヘッダ・パケットに応答して、肯定応答（ＡＣＫ（ｎ））をコンプレッサに送信する。図１では、Ｔｄｄはデコンプレッサからコンプレッサへの送信遅延、Ｔｄｕはコンプレッサからデコンプレッサへの送信遅延、Ｔｓａｍｐは連続媒体サンプルがパケットに挿入される時間間隔、ＡＣＫ（ｎ）はＦＨパケットまたはＦＯ（ｎ）ヘッダ・パケット受信時にデコンプレッサから送信される肯定応答、ＳＯ（ｎ＋（Ｔｄｄ＋Ｔｄｕ）／Ｔｓａｍｐ）はＡＣＫ（ｎ）の受信に応答してコンプレッサが送信するＳＯヘッダ・パケットである。
【０００９】
図１によると、時刻ｔ０以降、時刻ｔ１を経過して、時刻ｔ２にＡＣＫ（ｎ）を受信するまで、コンプレッサはＦＯヘッダ・パケットの送信を続ける。デコンプレッサは、ＦＯ（ｎ）ヘッダ・パケットの後に送信される各ＦＯヘッダ・パケットに応答して、ＡＣＫを１つずつコンプレッサに送信する。時刻ｔ２に、ＡＣＫ（ｎ）を受信すると、コンプレッサはＳＯヘッダ・パケットのデコンプレッサへの送信を開始する。ｔ２以降は、デコンプレッサはＳＯヘッダ・パケットの最初のパケットを受信し、それによってＡＣＫ（ｎ）がコンプレッサで正常に受信されたことを示す。デコンプレッサは、この時点で、ＡＣＫのコンプレッサへの送信を中止する。
【００１０】
図１からわかるように、時刻ｔ０からｔ２の間は、ＦＯヘッダ・パケットがコンプレッサから送信し続けられ、デコンプレッサは、各ＦＯヘッダ・パケットに応答してＡＣＫを１つずつ送信するので、ネットワークの貴重な帯域幅が占有される。よって、従来の手法では、ネットワークの帯域幅が非効率的に使用されることになる。
【００１１】
（発明の開示）
本発明は、参照ヘッダとして使用されるヘッダを有するパケットの受信を示すスパースなフィードバックを受信機から送信機に提供することによって、受信機が多数の肯定応答を送信機に送信することに起因してネットワーク帯域幅が非効率的に使用されるのを排除する方法および装置を提供する。
【００１２】
本発明はスペクトル効率が関係するネットワーク・システムに適用可能である。本発明は、また、ネットワーク・システム内で送信されるパケットのヘッダの圧縮によって、ネットワーク・システムの帯域幅の使用効率が改善される場合にも適用可能である。このようなネットワーク・システムでは、送信機（コンプレッサ）と受信機（デコンプレッサ）との間のリンクまたは通信チャネルで圧縮状態が確立されるので、リンクまたは通信チャネルを介してコンプレッサとデコンプレッサ間で送信されるパケットはヘッダが圧縮された状態で送信される。圧縮状態は、ヘッダを参照ヘッダとして使用するときに、パケットのヘッダに含まれる情報に対応する情報をコンプレッサとデコンプレッサの両方でコンテキストとして格納することによって確立される。コンプレッサとデコンプレッサは、例えば、ネットワーク・システム内にそれぞれ単独の装置として提供してもよいし、ネットワーク・システムに含まれる、例えば、ルータ、ホスト、端末などの装置の一部として提供してもよい。
【００１３】
本発明では、参照ヘッダとして使用されるヘッダを有するパケットが送信機から受信機に送信される。このようなパケットには、例えば、ＦＨパケットやＦＯヘッダ・パケットがある。本発明によると、受信機は、参照ヘッダを有するパケットを受信すると、それに応答して、参照ヘッダを有するパケットの受信を示すフィードバックを送信機に送信する。フィードバックを送信した後、受信機は、所定時間待機してから、参照ヘッダを有する別のパケットが送信機から送信されるのに応答して別のフィードバックを送信する。
【００１４】
受信機が所定時間待機してから別のフィードバックを送信するのは、送信機がフィードバックを受信したという情報を送信機から受信する時間を設けるためである。所定時間とは、例えば、受信機から送信機に、およびその逆の方向に送信されるパケットのラウンド・トリップ時間に相当する。
フィードバックに応答して送信機から受信機に戻される情報には、例えば、送信機がその挙動を変更したという情報がある。具体的には、例えば、参照ヘッダに相当する圧縮ヘッダを有するパケットがこれに当たる。このようなパケットは、例えば、ＳＯヘッダ・パケットでもよい。
本発明は、添付図面を参照した以下の詳細な説明によりさらに明らかになるであろう。
【００１５】
（発明を実施する最良の形態）
本発明の特徴を図２〜４に図示するが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のアーキテクチャで実施可能であることを理解されたい。本発明は、コンプレッサとデコンプレッサを使用して、圧縮ヘッダを有するパケットを送信するシステムに適用可能であると後述されている。ただし、本発明は、帯域幅の節約が必要であり、受信機から送信機に送信される肯定応答数の削減が帯域幅の使用効率を高めることになる任意のシステムに適用可能である。
【００１６】
図２に図示する本発明のネットワーク・システムは端末１０２を具備し、この端末１０２はＩＰネットワーク１０８に接続される。端末１０２としては、例えば、ＩＰ／ＲＴＰ／ＵＤＰに従って処理を実行するパーソナル・コンピュータ、電話型装置、ホスト、ラップトップなどの装置を使用できる。特に、端末１０２は、ＲＴＰに従ってフォーマットされてＩＰネットワーク１０８を介して送信される音声サンプルのパケットを提供できる。このために、端末１０２は、端末１０２（例えば、ＩＰアドレス、ポート番号などを含む）をＲＴＰパケットの送信元または宛先のいずれかとして認識するＲＴＰエンドポイント１０４を含む。一例としてＩＰネットワークを示しているが、これに代わって他の種類のパケット交換網も使用できる。端末１０２はタイムスタンプ生成のためのローカル・タイマ１０３も含む。
【００１７】
ＩＰネットワーク１０８にはアクセスネットワーク基盤（ＡＮＩ）１１０が接続される。ＡＮＩ１１０には、無線周波数（ＲＦ）リンク１４０を介してワイヤレス端末１３０が結合される。ＲＦリンク１４０は、端末１３０からＡＮＩ１１０にデータを送信するアップリンク１４２と、ＡＮＩ１１０から端末１３０にデータを送信するダウンリンク１４４とを含む。ＡＮＩ１１０は、あるリージョンの異なる領域にある、端末１３０などの１つ以上のワイヤレス端末すなわちＲＦ端末とＩＰネットワーク１０８との間のインタフェースとして働く。ＡＮＩ１１０は、ＩＰネットワーク１０８によって提供されるワイヤライン信号と端末１３０などの端末によって提供されるワイヤレス信号すなわちＲＦ信号との間の変換などの機能を実行する。したがって、ＡＮＩ１１０は、ＩＰネットワーク１０８から受信したＲＴＰパケットをＲＦリンク１４０を介して端末１３０に送信したり、例えば端末１３０から受信したＲＴＰパケットをＩＰネットワーク１０８を介して、例えば端末１０２に送信することができる。
【００１８】
本発明によると、ＡＮＩ１１０は、ＡＮＩ＿ＡＤ１１２やＡＮＩ＿ＡＤ１１４などの１つ以上のＡＮＩアダプタ（ＡＮＩ＿ＡＤ）を含む。ＡＮＩ＿ＡＤはそれぞれタイマ１１３を含み、パケットをダウンリンク１４４を介して端末１３０に送信する前にＲＴＰパケットに対してヘッダ圧縮を行い、パケットを端末１３０からアップリンク１４２を介して受信した後でＲＴＰパケットに対してヘッダ解凍を行う。各パケットのヘッダは、タイムスタンプ・フィールドなどの１つ以上のフィールドを含む。ＩＰネットワーク１０８から受信した各パケットのヘッダは、ＡＮＩ＿ＡＤ１１２によってＲＦＣ２５０８に従って圧縮されてから、ダウンリンク１４４を介して端末１３０に送信される。アップリンク１４２を介して端末１３０から受信した各パケットのヘッダは、ＡＮＩ＿ＡＤ１１２によってＲＦＣ２５０８に従って解凍されてから、ＩＰネットワーク１０８に送信される。このように、それぞれのＡＮＩ＿ＡＤはコンプレッサおよび／またはデコンプレッサ（コンプレッサ／デコンプレッサ１１５）として働く。よって、ＲＦＣ２５０８に従う圧縮／解凍機能は、システム内に含まれる任意の装置（例えば、ルータ、ホスト、電話型装置など）で実施することができる。
【００１９】
各ＡＮＩ＿ＡＤはあるリージョン内の特定領域にある端末とＩＰネットワーク１０８との間のインタフェースとして働き、タイマ１１３を使ってタイマ・ベースの圧縮／解凍手法を実施する。ＡＮＩ＿ＡＤ１１２はジッター低減機能（ＪＲＦ）１１６も含み、これはＩＰネットワーク１０８を介して受信したパケット（ヘッダ）上のジッターを測定し、過剰なジッターを有するパケット／ヘッダを廃棄する働きをする。他のリージョンの他の領域にある他の端末とＩＰネットワーク１０８との間のインタフェースとして、例えばＡＮＩ１２０などの追加ＡＮＩも具備される。ＡＮＩ１２０も、前述のように、少なくとも１つのタイマと１つのＪＲＦを含むＡＮＩ＿ＡＤ１２２などの１つ以上のＡＮＩ＿ＡＤを含む。
【００２０】
端末１３０は、端末１３０（例えば、ＩＰアドレス、ポート番号などを含む）をＲＴＰパケットの送信元および／または宛先として識別するＲＴＰエンドポイント１３２を含む。端末１３０はターミナル・アダプタ（ＴＥＲＭ＿ＡＤ）１３６も含み、これはアップリンク１４２を介して送信されるパケットのヘッダに対してヘッダ圧縮を行い、ダウンリンク１４４を介して受信されるパケットのヘッダに対してヘッダ解凍を行う。よって、ＴＥＲＭ＿ＡＤ１３６は、ＡＮＩ＿ＡＤと同様に、コンプレッサまたはデコンプレッサ（コンプレッサ／デコンプレッサ１３７）として働く。ＴＥＲＭ＿ＡＤ１３６は、現行ヘッダのＲＴＰタイムスタンプとほぼ類似のものを計算し、引き続きパケットを受信する間隔を測定するタイマ１３４を含む。
【００２１】
図２に図示する構成は本発明を実践するシステムの一例である。このシステムでは、帯域幅が不足し、エラーの発生が珍しくない、ワイヤレス・リンク１４０などのリンクまたは通信チャネルを介してＲＴＰパケットが送信される。しかしながら、本発明はワイヤレス・リンクに限定されるものではなく、実際には、ワイヤライン・リンクを含む多様なリンクや通信チャネルに適用可能である。本発明は、例えば、ＩＰネットワークまたはＩＰ電話方式を介した音声送信に使用されるパケットにも適用できる。
【００２２】
図２に関する本発明の諸機能を図示するために、次のように仮定する。すなわち、例えば、音声を含む、パケット形式のデータを端末１０２からＩＰネットワーク１０８を経てＡＮＩ１１０、ＡＮＩ＿ＡＤ１１２、およびダウンリンク１４４を介して端末１３０に送信する。ダウンリンク１４４の帯域幅を節約するために、端末１０２から送信される各パケットのヘッダを、ＡＮＩ＿ＡＤ１１２の一部であるコンプレッサ／デコンプレッサ１１５によって圧縮する。圧縮ヘッダを有するパケットをコンプレッサ／デコンプレッサ１１５がダウンリンク１４４を介して端末１３０に送信する。コンプレッサ／デコンプレッサ１３７を含む端末１３０がダウンリンク１４４を介して送信されるパケットのヘッダを解凍して、元のパケットに戻す。ここで元のパケットを端末１３０によって処理する。
【００２３】
コンプレッサ／デコンプレッサ１１５とコンプレッサ／デコンプレッサ１３７の間でセッションを開始したり、コンプレッサとして働くコンプレッサ／デコンプレッサ１１５とデコンプレッサとして働くコンプレッサ／デコンプレッサ１３７の間の圧縮状態を再同期するために、フルヘッダ（ＦＨ）または一次（ＦＯ）ヘッダなどの参照ヘッダを含むパケットをコンプレッサ１１５からデコンプレッサ１３７に送信する。ＦＨまたはＦＯヘッダはパケットのヘッダの各フィールドに対応する情報を含んでいる。このような情報は、コンプレッサ１１５およびデコンプレッサ１３７で参照ヘッダ（コンテキスト）として格納される。セッションの開始後または再同期後は、コンプレッサ１１５からデコンプレッサ１３７に送信されるすべての後続パケットはヘッダが圧縮された状態で送信される。圧縮ヘッダには、例えば、次のような２つの種類がある。第１の種類の圧縮ヘッダは、後から送信されるパケットのヘッダを参照ヘッダから線形に外挿できるときに使用する。この種の圧縮ヘッダを二次（ＳＯ）ヘッダと呼ぶ。第２の種類の圧縮ヘッダはＦＯヘッダである。ＦＯヘッダは、後から送信されるパケットのヘッダを線形に外挿できないときに使用する。前述のように、ＦＨおよびＦＯヘッダは両方とも参照ヘッダとして使用される。
【００２４】
ＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットのいずれかを受信すると、デコンプレッサ１３７はＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットを受信したというフィードバックをコンプレッサ１１５に送る。コンプレッサ１１５は、ＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットを正常に受信したというフィードバックをデコンプレッサ１３７から受信するまでＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットを送信し続けることに注意されたい。デコンプレッサ１３７からのフィードバックはアップリンク１４２を介してコンプレッサ１１５に送信される。
【００２５】
従来の手法では、コンプレッサ１１５によって連続送信されるそれぞれかつすべてのＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答して、デコンプレッサ１３７が肯定応答を１つずつ送信する。したがって、従来の手法では、アップリンク１４２の帯域幅が非効率的に使用される。
【００２６】
本発明では、デコンプレッサ１３７に、ＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答してフィードバックを送信させた後、所定時間待機させてから、コンプレッサ１１５によって連続送信されるＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答して別のフィードバックを送信させることによって、アップリンク１４２の帯域幅を節約する。よって、デコンプレッサ１３７は、ＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答してアップリンク１４２を介して１つのフィードバックを送信し、フィードバックを受信したというコンプレッサ１１５からの通知を待つ。所定時間経過しても、コンプレッサ１１５がフィードバックを受信したという通知を受信しない場合には、デコンプレッサ１３７は次に送信されるＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答して別のフィードバックを送信する。
【００２７】
次に送信されるＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答して別のフィードバックを送信するまでデコンプレッサ１３７が所定時間待つのは、フィードバックがアップリンク１４２を通過してコンプレッサ１１５に送られる時間と、コンプレッサ１１５からのフィードバックの受信通知がダウンリンク１４４を通過してデコンプレッサに戻る時間を見込んでのことである。所定時間は、例えば、パケットがデコンプレッサ１３７からアップリンク１４２を介してコンプレッサ１１５に送信され、ダウンリンク１４４を介してデコンプレッサに戻るのに要するラウンド・トリップ時間（ＲＴＴ）に相当する。コンプレッサがフィードバックを受信したというコンプレッサ１１５からの情報は、例えば、ＳＯヘッダ・パケットを送信することによってコンプレッサ１１５がその挙動を変更したという情報でもよい。
【００２８】
本発明の基本的な特徴は、デコンプレッサ１３７からコンプレッサ１１５に送信されるフィードバックがデコンプレッサ１３７とコンプレッサ１１５との間のリンクを正常に通過して、コンプレッサ１１５にその挙動を変更させる可能性が高いことである。フィードバックはデコンプレッサ１３７とコンプレッサ１１５の間のリンクを正常に通過する可能性が高いので、フィードバックがコンプレッサ１１５によって受信されないという事態は滅多に発生しないであろう。そのような場合には、デコンプレッサは次に送信されるＦＨパケットまたはＦＯヘッダ・パケットに応答して別のフィードバックを再送信する。
【００２９】
本発明の手法を図３に図示する。図３では、図１と同じように、Ｔｄｄはデコンプレッサ１３７からコンプレッサ１１５への送信遅延、Ｔｄｕはコンプレッサ１１５からデコンプレッサ１３７への送信遅延、Ｔｓａｍｐは連続媒体サンプルの時間間隔、ＨＤＲ（ｎ）は、コンプレッサ１１５からシーケンス番号ｎで送信される、参照ヘッダ（ＦＨまたはＦＯヘッダ）として使用可能なヘッダを有するパケット、ＦＢ（ｎ）は、ヘッダＨＤＲ（ｎ）を有するパケットの受信時にデコンプレッサ１３７からコンプレッサ１１５に送信されるフィードバック、Ｔｒｏｕｎｄはデコンプレッサ１３７とコンプレッサ１１５の間のリンクをパケットが通過して戻るラウンド・トリップ遅延で、ＴｒｏｕｎｄはＴｄｄ＋Ｔｄｕに等しい。また、ＣＨは、ＦＯの最適とはいえない状態またはＳＯの最適以上の状態にある圧縮ヘッダを有するパケットである。
【００３０】
図３に示すように、時刻ｔ０において、コンプレッサ１１５はヘッダＨＤＲ（ｎ）を有するパケットをデコンプレッサ１３７に送信する。時刻ｔ１においては、デコンプレッサ１３７はヘッダＨＤＲ（ｎ）を有するパケットを検出し、それに応答してフィードバックＦＢ（ｎ）をコンプレッサ１１５に送信する。その間、コンプレッサ１１５は、時刻ｔ１を経過しても、ヘッダＨＤＲ（ｎ）を有するパケットを送信し続ける。デコンプレッサ１３７は、フィードバックＦＢ（ｎ）をコンプレッサ１１５に送信した後、例えば、Ｔｒｏｕｎｄに相当する所定時間待機する。言い換えれば、デコンプレッサ１３７は、時間Ｔｒｏｕｎｄが経過するまで、ヘッダＨＤＲ（ｎ）を有するどのパケットに対しても別のフィードバックを送信しない。
【００３１】
時刻ｔ２にフィーバックＦＢ（ｎ）を受信すると、コンプレッサ１１５はその挙動を変更して、圧縮ヘッダを有するパケットＣＨ（ｎ＋（Ｔｄｄ＋Ｔｄｕ）／Ｔｓａｍｐ）の送信を開始する。デコンプレッサ１３７は、コンプレッサ１１５から圧縮ヘッダを有するパケットＣＨ（ｎ＋（Ｔｄｄ＋Ｔｄｕ）／Ｔｓａｍｐ）を受信する。これはフィードバックＦＢ（ｎ）がコンプレッサ１１５によって正常に受信されたことを示す。
【００３２】
図４は、本発明に係る、例えばリンク層のエラーなどによってフィードバックＦＢ（ｎ）を損失した場合を図示している。このような場合には、デコンプレッサ１３７は所定時間が経過するまで待機してから、フィードバックＦＢ（ｎ）を受信したという情報または通知がコンプレッサ１１５から送信されなかったと判断する。デコンプレッサ１３７は、次に、ヘッダＨＤＲを有する次に送信されるパケットに応答して、別のフィードバックＦＢをコンプレッサ１１５に送信し、さらに所定時間待機する。当然ながら、再送信されたフィードバックＦＢを受信したという通知をコンプレッサ１１５が送信しない場合には、少なくともコンプレッサ１１５とデコンプレッサ１３７は最適とはいえない状態に留まることになる。最適とはいえない状態とは、参照ヘッダ（ＦＨまたはＦＯヘッダ）として使用されるヘッダを有するパケットが送信される場合をいう。
【００３３】
本発明には、フィードバックの受信通知を受信しなかった場合でも、従来の手法に従って送信されるであろう肯定応答数に比べて、デコンプレッサ１３７からコンプレッサ１１５に送信されるフィードバック数が少ないという利点がある。本発明によると、後続のフィードバックは所定時間の経過後にのみ送信される。したがって、本発明では、デコンプレッサ１３７からコンプレッサ１１５にフィードバックが疎に送信される。
【００３４】
前述したように、本発明は、受信機が多数の肯定応答を送信機に送信することに起因してネットワーク帯域幅が非効率的に使用されるのを排除する方法および装置を提供する。本発明は、参照ヘッダとして使用されるヘッダを有するパケットの受信を示すスパースなフィードバックを受信機から送信機に提供することによってこれを達成する。具体的には、本発明は、参照ヘッダを有するパケットを受信機で受信すると、参照ヘッダを有するパケットの受信を示すフィードバックを送信機に提供する。受信機は、ここで所定時間待機してから、参照ヘッダを有する別のパケットに応答して別のフィードバックを提供する。この所定時間は、フィードバックが受信機と送信機の間のリンクを通過し、送信機がフィードバックを受信したという情報が送信機と受信機との間のリンクを通過する時間を見込んだものである。このように、本発明は、例えば参照ヘッダを有するパケットの受信を知らせるフィードバックを送信機に疎に提供することによって、ネットワークの帯域幅を効率的に利用するものである。
【００３５】
本発明について添付図面を参照して詳細に説明してきたが、本発明の技術思想および範囲を超えることなく、当業者が認識可能な多数の変更および変形を加え得るので、本発明はこのような詳細に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 従来の手法によるネットワーク・システムの帯域幅の非効率的な使用を示す図である。
【図２】 本発明によるネットワーク・システム・アーキテクチャの一例を示す図である。
【図３】 本発明の手法によるネットワーク・システムの帯域幅の効率的な使用を示す図である。
【図４】 本発明の手法によるネットワーク・システムの帯域幅の効率的な使用を示す図である。
Claims (1)
- それぞれのパケットが１つのヘッダを含む、複数のパケットを受信機に送信する送信機を有するシステムにおいて、参照ヘッダとして使用されるヘッダを有するパケットの受信を示すスパースなフィードバックを受信機から送信機に提供する方法であって、
参照ヘッダとして使用されるヘッダを有するパケットを送信機から受信機に送信するステップと、
参照ヘッダを有する前記パケットを受信機において受信し、これに応答して参照ヘッダを有する前記パケットの受信を示すフィードバックを受信機から送信機に提供するステップと、
送信機が前記フィードバックを受信したという情報を受信機において受信できるように、参照ヘッダを有する別のパケットに応答して別のフィードバックを提供する前に所定時間待機するステップとを含むことを特徴とする方法。
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