JP3940159B2 - ヘッダ圧縮のための効率的ハンド・オフ処理手順 - Google Patents
ヘッダ圧縮のための効率的ハンド・オフ処理手順 Download PDFInfo
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Description
本願は、“ヘッダ圧縮ための効率的ハンド・オフ処理手順”という表題の米国仮出願番号60/164,329の出願日(1999年11月9日出願)の利益を享受するものである。“データ・パケット内でのヘッダ・フィールドの圧縮技法”(上記出願と同一日付)という表題の米国特許出願番号09/522,363への参照も行われる。該特許はその全体が本明細書に参考文献として取り入れられている。
フル・ヘッダ(FH):すべてのヘッダ・フィールド(タイプ1,2,3)の完全なセットを含む。このタイプのヘッダはそのサイズの大きさ(例えばIPv4の場合40バイトなど)に起因して送信に最も不適なものである。一般に、(受信機でタイプ1データを設定するために)セッション開始時にのみFHパケットの送信を行うことが望ましい。追加FHパケットの送信は圧縮アルゴリズムの効率に悪い影響を与える。圧縮装置は、FHパケットを送信したとき‘FH状態’にあると言われる。
S u:アップリンク・トラフィック方向でヘッダ圧縮用としてMS ADが利用する圧縮用コンテキスト情報
S d:ダウンリンク・トラフィック方向にヘッダの圧縮を行うためのANI ADが利用する圧縮用コンテキスト情報
R u:アップリンク・トラフィック方向でのヘッダ解凍用としてANI ADが利用する解凍用コンテキスト情報
R d:ダウンリンク・トラフィック方向で解凍を行うためのMS ADが利用する解凍用コンテキスト情報
ANI110及び120などのネットワーク・エンティティすなわちノードの範囲内の圧縮装置または移動端末装置130と140は現時点のヘッダを圧縮するために圧縮用コンテキスト情報を利用する。IP/UDP/RTPヘッダ圧縮の場合、圧縮用コンテキスト情報はSOとFO圧縮用コンテキスト情報から構成されるものであってもよい。同様に、解凍用コンテキスト情報はSOとFO解凍用コンテキスト情報から構成される。使用表記法:S FO uとS SO uは、それぞれ、S uのFO及びSO圧縮用コンテキスト情報であり、S u、S_SO_d及びS_FO_dは、S_d、R_SO_u、R_FO_u、R_SO_d,R_FO_dのFO及びSO圧縮用コンテキスト情報である。FO圧縮用コンテキスト情報は常時使用可能であるが、その少ない圧縮状態から見て最適ではない圧縮が結果として生じる場合がある。SO圧縮用コンテキスト情報の利用の結果、さらに最適な圧縮がもたらされるが、現時点のヘッダがSOで指定されているパターンにぴったり合った場合にのみSOを利用するようにしてもよい。
肯定応答を用いるFO及びSO状態への遷移
肯定応答(ACK)パケットには通常、正しく受信/解凍されたヘッダを特定するためのコンテキスト識別子(CID)とシーケンス番号(CD_SN)とが含まれる(但し、他のオプション情報を運ぶことも可能である)。
ラップ・アラウンド/長い紛失問題を処理するために、解凍装置は、通常seq_cycleヘッダ毎に少なくとも1回ACKを受信できるように十分密接間隔の規則的に離間した間隔で肯定応答の送信を行う(但しseq_cycle=2k)。
FOヘッダ内の各変化フィールドの符号化方法は、デルタ符号化か可変長符号化(VLE)のいずれか、もしくは別の好適な方法を利用することが可能である。
その場合:
S_FO_uはS_RFH_uに対応する(S_RFH_uはANI_ADによって確認応答を受けたヘッダであり、MS_ADにより圧縮されてFOヘッダになる基準ヘッダとして使用される)。
S_SO_uはS_DFODに対応する(MS_ADにより使用されるFODであって、圧縮されてSOヘッダになる)。
R_FO_uはR_RFH_uに対応する(R_RFH_uはS_RFH_uと同じ内容を持ち、基準ヘッダとしてANI_ADにより使用されFOヘッダの解凍を行う)。
S_FO_dは、S_RFH_dに対応する(S_RFH_dは、MS_ADにより確認応答を受けたヘッダであり、基準ヘッダとしてANI_ADにより使用され、圧縮されてFOヘッダになる)。
R_FO_dはR_RFH_dに対応する(R_RFH_dはS_RFH_dと同じ内容を持ち、基準ヘッダとしてMS_ADにより使用されてFOヘッダの解凍を行う)。
R_SO_dはR_DFODに対応する(MS_ADにより使用されるFODであってSOヘッダの解凍を行う)。
VLEを用いる場合、圧縮対象値vはそのk最下位ビットとして送信される。前述のヘッダ圧縮方式でFOパケットのフィールドを符号化するために、肯定応答を利用して、kの値と、圧縮装置により保持されているヘッダの可変スライディング・ウィンドウ(VSW)のサイズとを小さくすることが可能である。基本的に、このような肯定応答の受信時に圧縮装置は以下のようなアクションをとる:
解凍装置から特定のvに対する肯定応答を受信すると、圧縮装置は、vよりも古いVSW内のいずれの値も削除し、次いで、v_minとv_maxを更新する。
S_FO_uは、MS_ADにより保持される(v_min,v_max)の対を含む。但し、格納値S_FO_u*は、図7などに例示されているようなアップリンク・トラフィック処理手順のST1で確認応答を受けたヘッダ内のフィールド値vである。ハンド・オフ後、MS_ADは圧縮用としてv=v_min=v_maxを利用する。新しいANI_ADは解凍用基準値と同じ値v(R_FO_u*)を利用する。
R_FO_uはANI_ADにおいて最も新しく受信した値vを含む。
R_FO_u*はS_FO_u*に等しい。
R_SO_uはR_DFODに対応する(ANI_ADにより使用されるFODであって、SOヘッダの解凍を行う)。
S_FO_d*は最後に確認応答を受けたヘッダ内のフィールド値vである。ハンド・オフ後、新しいANI_ADはv=v_min=v_maxを用いて圧縮を再開する。MS_ADは基準値(R_FO_d*)と同じ当該vを用いて解凍を行う。
S_SO_dはS_DFODに対応する(ANI_ADにより使用されるFODであって、圧縮されてSOヘッダになる)。
R_FO_d*はS_FO_d*に等しい。
R_SO_dはR_DFODに対応する(MS_ADにより使用されるFODであってSOヘッダの解凍を行う)。
A.概観
タイマと基準値に基づく実施態様は、以下の(1)及び(2)の観察に基づくものである。(1)RTPソースで生成された場合、RTPタイム・スタンプはパケット間の経過時間の線形関数と相関する。(2)RTP TSは式TS0+index*TS strideで表される。但し、TS0とTS strideは定数であり、indexは整数である(本明細書では以後このindexをパックされたRTP TSと呼ぶことにする)。したがって、正常動作時に、解凍装置で受信されたRTPタイム・スタンプも連続的に増分するタイマと相関することになり、その場合、ソースと解凍装置間の累積ジッタにより生じる歪みが発生する。累積ジッタには、“ネットワーク”ジッタ(ソースと圧縮装置間のジッタ)と、“無線”ジッタ(圧縮装置と解凍装置間のジッタ)とが含まれるため、観察されたネットワーク・ジッタに無線ジッタの上限値を加算することにより、圧縮装置は累積ジッタの上限値の計算が可能となる。次いで、圧縮装置によって、圧縮されたRTP TSとしてパックされたRTP TSの“k”最下位ビットが単に送信される。解凍装置ではまず近似値が計算され、次いで、圧縮されたRTP TS内の上記情報を用いてこの近似値を微調整することによりRTP TSの解凍が行われ、正確な値が決定される。前回解凍されたヘッダを受信したときからの経過時間に比例する値を前回解凍されたヘッダのRTP TSに加算することにより上記近似値が得られる。RTP TSの正確な値は上記近似値に最も近い値として計算される。対応するパックされたRTP TSの上記最も近い値のk最下位ビットは上記圧縮されたRTP TSに一致する。圧縮装置は、累積ジッタの上限値に基づいて、解凍装置が正しく解凍を行うことが可能になるような許される最小値として値kを選択する。
まず、タイマと基準値に基づく実施態様について音声との関連で説明する。一例として、連続音声サンプル間の時間間隔が20ミリ秒の場合、ヘッダnのRTPタイム・スタンプ(時刻n*20ミリ秒に生成された)=ヘッダ0のRTPタイム・スタンプ(時刻0に生成された)+TS stride*nとなる(但し、TS strideは音声コーデックに依存する定数であり、Tミリ秒毎のRTP TS増分値である)。したがって、解凍装置の中へ入ってくるヘッダ内のRTP TSは、時間の関数として調整された線形パターンにも従う。但し、ソースと解凍装置間の遅延ジッタに起因して厳密に従うものではない。正常動作時(クラッシュや故障が存在しない場合)には、実時間通話トラフィックの要件を満たすために遅延ジッタに制限が設けられる。
Last headerは最後に解凍に成功したヘッダである。但し、TS lastは最後のRTP TSであり、p TS lastは(解凍装置で)最後にパックされたRTP TSである。
Tは、2つの連続音声サンプル間の通常の時間間隔である。
TS strideはTミリ秒毎のRTP TSの増分値である。
current_headerは解凍対象の現時点のパケットのヘッダである。但し、TS_currentは現時点のRTP TSであり、p_TS_currentは現時点のパックされたRTP TSである。
N_jitter(n,m)は、ヘッダmを基準として観察されたヘッダnのネットワーク・ジッタである(ヘッダnはヘッダmに後続して受信される)。
但し、N_jitter(n,m)は圧縮装置により以下のように計算される:
N_jitter(n,m)=Timer(n,m)−(ヘッダnのパックされたRTP TS−ヘッダmのパックされたRTP TS)
但し、Timer(n,m)は、Tミリ秒の単位で表されるヘッダmからヘッダnへの経過時間である。N_jitter(n,m)は正または負の値をとり得る。圧縮装置におけるN_jitterは、Tミリ秒の単位で量子化されたネットワーク・ジッタである。
Jitter(n,m)=N_jitter(n,m)+R_jitter(n,m)
さらにRTP TSは以下のように計算される:
RTP TS=TS0+index*TS_stride、
但し、TS0<TS_strideであり、indexは整数とする。
したがって、TS_last=TS0+index_last*TS_stride、かつ,TS_current=TS0+index_current*TS_stride
圧縮装置は、p_TS_currentのk最下位ビットを圧縮ヘッダの形で送信する。
圧縮装置はkを決定するために以下のアルゴリズムを実行する:
Max_network_jitterを計算する。
J1=Max_network_jitter+Max_radio_jitter+Jを計算する。
(2*J1+1)<2k
圧縮装置におけるネットワーク・ジッタは3つの異なる方法に従って計算が可能であり、第1の方法は図18時に、第2の方法は図19に、第3の方法は図20に例示されている。上記第2及び第3の方法について、それぞれ、オプション1及びオプション2として以下説明する。第1の方法はネットワーク・ジッタの計算に適している。しかし、圧縮装置におけるネットワーク・ジッタの好ましい計算方法は、オプション1及びオプション2として以下それぞれ説明する第2及び第3の方法である。
オプション1の第2の方法用としてネットワーク・ジッタの計算に使用されるステップが、図19に例示されている。オプション1では、特定のパケットについてのネットワーク・ジッタが基準パケットと関連する情報を利用して計算される。したがって、パケット2を基準パケットと仮定すると、図19に例示されているように、パケット3のジッタj3は基準パケット2と関連する情報を利用して計算され、パケット4のジッタj4は基準パケット2と関連する情報を利用して計算され、パケット5のジッタj5は基準パケット2と関連する情報を利用して計算される。
N_jitter(Current_header,RFH)=(T_current−T_RFH)−(p_TS_current−p_TS_RFH)
N_jitter_maxとN_jitter_minを更新する。但しN_jitter_maxはMax{N_(j,RFH)}として定義される(すべてのヘッダについて、jはRFHから送信されたRFHを含む)。N_jitter_minは、Min{N_jitter(j,RFH)}として定義される(すべてのヘッダについて、jはRFHから送信されたRFHを含む)。
N_jitter_maxとN_jitter_minは正または負の値をとり得るが、(N_jitter_max)−(N_jitter_min)は正であることに留意されたい。
オプション2の第3の方法用としてネットワーク・ジッタの計算に使用されるステップが、図20に例示されている。オプション2では、特定のパケットにおけるネットワーク・ジッタは、関心対象パケットと、所定数の先行パケットの各々との間のジッタ計算値を用いて計算される。この所定数の先行パケットはウィンドウとして定義されるものであり、このようなウィンドウは任意の値とすることが可能である。図20に例示されている例では、このウィンドウは4つの先行パケットを示す値を有する。ウィンドウは、例えば7パケットなどのような任意の別の値に設定することも可能である。さらに、このウィンドウは、例えば、最後の基準パケットからのパケット数に等しい値になるような設定も可能である。
現時点のヘッダ前に送信され、かつ、ウィンドウWに属するすべてのヘッダjについて、N_jitter(Current_header,j)=(T_current-T_j)−(p_TS_current−p_TS_j)を計算する。但し、T_jはヘッダj受信時のタイマ値であり、p_TS_jはヘッダjのパックされたRTP TSである。
Current_headerのRTP TSを解凍するために、解凍装置は、Last_headerが受信されてからの経過時間をTミリ秒の単位で計算する。その時間、Timer(Current_header,Last_header)にp_TS_lastが加算され、p_TS_currentの近似値が与えられる。次いで、解凍装置は、上記近似値に最も近い値を選択することによりp_TS_currentの正確な値を計算する。この最も近い値のk最下位ビットは圧縮されたRTP TSに一致する。TS_currentは、TS0+(p_TS_current)*TS_strideとして計算される。
タイマ及び基準値に基づく実施態様の正しさを証明するため、以下のことが仮定されている:
Approx_TSは、p_TS_last+Timer(Current_header,Last_header)として解凍装置により計算されるp_TS_currentの近似値である。
|Approx_TS−Exact_TS|≦|Jitter(Current_header,Last_header)|
圧縮装置におけるMax_network_jitterの定義により、
|Jitter(Current_header,Last_header)|≦J1
但し、J1=Max_network_jitter+Max_radio_jitter+J
Jは、圧縮装置と解凍装置においてTimerにより生じる量子化によるエラーを考慮して加算される係数である。したがって、J=2で十分である。
|Approx_TS−Exact_TS|≦J1
曖昧さのないExact_TSの計算を行うためには、(2*J1+1)<2kという条件が満たされるようにkを選択すれば十分である。
パケットの順序の間違いは、RTPシーケンス番号(RTP_SN)を減らすことにより検出可能である。このパケットの順序の間違いが生じた場合、圧縮装置はVLEなどの異なる方式を用いて、パックされたRTP TSの符号化を行うことができる。解凍装置は、圧縮ヘッダ内の適切な表示ビットにより、この異なる符号化についての通知を受ける。
無線システムでは、アップリンク方向の場合、ネットワーク・ジッタはゼロ(これは、RTPソースと圧縮装置の双方が無線端末装置内に配置されていることに起因する)であり、無線ジッタは、一般に、非常に小さな値になるように限界が設けられ、制御される。したがって、予想されるkは非常に小さな定数となり、それによってヘッダ・サイズの変動が最小限になる。アップリンクの場合、端末装置は、ネットワークから広い帯域を通常要求しなければならないため、ヘッダ・サイズの変動が最小限になることは、帯域管理のために非常に有意義な利点である。さらに、パケットの順序の間違いが発生しない。したがって、タイマに基づくこの方式はアップリンク用として非常に好適である。
ダウンリンク方向の場合、ネットワーク・ジッタはゼロではなく、ジッタ全体が実時間要件を満たすように一般に小さな値となる。予想されるkは小さな値のままとなり、通常定数である。さらに多くのkの変動が生じる場合もあるが、ネットワークにより帯域の割当てが制御されるので、帯域管理は問題になる程のものではない。
セルラー・システムでは、MSからネットワークへの無線リンクと、ネットワークからMSへの無線リンクとが存在し、それぞれ、アップリンク及びダウンリンクとして表される。圧縮/解凍がセルラーリンクに適用されると、MSベースの機能、MS_AD(MSアダプタ)が起動し、この機能によりアップリンクとダウンリンク用の圧縮及び解凍がそれぞれ行われる。ANI_AD(アクセス・ネットワーク・インフラ・ストラクチャ・アダプタ)と呼ばれるネットワーク・ベースのエンティティが存在し、このエンティティによりアップリンクとダウンリンク用の圧縮及び解凍がそれぞれ行われる。
a.第1の方法
第1の方法では、ANI_ADとMS_ADとの間で交換されるコンテキスト情報の前述のスナップ・ショットがハンドシェイク法を用いて利用される。RTP TS用として、上記コンテキスト情報には、基準ヘッダの全RTP TSが含まれる。ハンド・オフの直後に、圧縮装置(アップリンク用MS_ADと、ダウンリンク用ANI_AD)は、タイマ・ベースの方式の利用を一時的に中断し、基準値と関連して圧縮されたRTP TSの送信を行う。いったん肯定応答が受信された場合、圧縮装置はRFHとして確認応答を受けた値を使用し、元のタイマ・ベースの方式へ切替えを行う。
第2の方法では、ハンド・オフの両端にわたってタイマ・ベースの実施態様が利用される。
MSである受信機側には中断は生じない。圧縮装置の役割は1つのANI_ADから別のANI_ADへ転送される。ハンド・オフ後、古いANI_ADの代わりに新しいANI_ADの中を貫通する新しいパスでヘッダの経路指定が行われる。
古いANI_ADにより、以下の情報のスナップ・ショット、すなわち、T_RFH、p_TS_RFH、S_timerの現在値、TS0及びTS_Strideのスナップ・ショットがハンドシェイク法を用いて新しいANI_ADへ転送される(スナップ・ショット値はT_RFH*のようなアスタリスク(*)付きで表示される)。新しいANI_ADは、古いANI_ADから受信したS_timerの現在値を用いて、新しいANI_ADのS_timerの初期化を行い、Tミリ秒毎にこのタイマの増分を開始する。古いANI_ADのS_timerの現在値を用いるS_timerの初期化は概念的記述である。多数のフローにより共有される単一のS_timerが存在する場合、実際のS_timerの再初期化が行われることはない。代わりにS_timerと古いANI_ADから得られる値との間のオフセット値が記録される。このオフセット値は将来の計算時に考慮される。ハンド・オフ後、一番最初のヘッダを圧縮するために、新しいANI_ADによりp_TS_currentのk最下位ビットの送信が行われる。上記新しいANI_ADにより、使用ビット数kの計算が以下のように行われる:
J2=N_jitter(Current_header,RFH*)の上限値+Max_radio_jitter+J
但し、kは(2*J2+1)<2kという条件を満たすように選択される。
|Timer(Current_header,RFH*)−(p_TS_current−p_TS_RFH*)|+T_transfer
但し、Timer(Current_header,RFH*)は(T_currentーT_RFH*)である。
T_currentは、Current_header受信時の新しいANI_ADにおけるS_timerの値である。
T_RFHは、古いANI_ADからの受信値である。
T_transferは、古いANI_ADから新しいANI_ADへ上記コンテキスト情報を転送するための、Tミリ秒の単位で表現される時間の上限値である。
J=2
Current_headerのRTP TSの解凍を行うために、解凍装置は、RFHを受信してからの経過時間をTミリ秒の単位で計算する。その時間、Timer(Current_header,RFH)にp_TS_RFHが加算され、p_TS_currentの近似値が与えられる。次いで、解凍装置は、上記近似値に最も近い値を選択することによりp_TS_currentの正確な値を計算する。上記近似値に最も近い値のk最下位ビットは圧縮されたRTP TSに一致する。TS_currentは、TS0+(p_TS_current)*TS_strideとして計算される。
新しいANI_ADへ上記コンテキスト情報を適時に転送できない場合、新しいANI_ADは、肯定応答が受信されるまで全RTP TSの送信を行う。
解凍装置の役割は1つのANI_ADから別のANI_ADへ転送される。圧縮装置はMSに固定されている。
古いANI_ADは、以下の情報のスナップ・ショット、すなわち、T_RFH*、p_TS_RFH*、R_timer*の現在値、TS0及びTS_Strideのスナップ・ショットをハンドシェイク法を用いて新しいANI_ADへ転送する。新しいANI_ADは、古いANI_AD2から受信したR_timerの現在値を用いて、そのR_timerの初期化を行い、Tミリ秒毎にそのタイマの増分を開始する。古いANI_ADのR_timerの現在値を用いるR_timerの初期化とは、概念的記述にすぎない。多数のフローにより共有される単一のR_timerが存在する場合、実際のR_timerの再初期化が行われることはない。代わりにR_timerと古いANI_ADから得られる値との間のオフセット値が記録される。このオフセット値は将来の計算時に考慮される。ハンド・オフ後、一番最初のヘッダを解凍するために、新しいANI_ADは、Timer(Current_header,RFH)を計算し、このTimer(Current_header,RFH)にp_TS_RFH*を加算して、p_TS_currentの近似値を算出する。次いで、解凍装置は、上記近似値に最も近い値を選択することによりp_TS_currentに対する正確な値を計算する。上記近似値に最も近い値のk最下位ビットは圧縮されたRTP TSに一致する。TS_currentは、TS0+(p_TS_current)*TS_strideとして計算される。
MS_ADはp_TS_currentのk最下位ビットの送信を行う。MS_ADは使用ビット数kの計算を以下のように行う。
T_RFH*は古いANI_ADからの受信値である。
T_transferは、古いANI_ADから新しいANI_ADへ上記コンテキスト情報を転送するための、Tミリ秒の単位で表現される時間の上限値であり、
J=2である。
新しいANI_ADへ上記コンテキスト情報を適時に転送できない場合、新しいANI_ADは、MS_ADに通知を行い、MS_ADは肯定応答が受信されるまで全部のRTP TSの送信を行う。
実時間通話要件に起因して、正常動作時の累積ジッタは、多くてTミリ秒の数倍にすぎないと予想される。したがって、16〜32個までの音声サンプルのジッタの修正が可能なので、4乃至5ほどのkの値で十分である。
圧縮ヘッダのサイズは一定でかつ小さい。圧縮ヘッダには、メッセージのタイプ(k1ビット)を示すメッセージ・タイプと、どのフィールドが変化しているかを示すビット・マスクと、index_currentのk最下位ビット(kビット)を含むフィールドとが一般に含まれる。4ビットMSTIビット・マスクとk1=4が使用されると仮定すると、RTP TSが変化する場合(このケースが最も頻度が高い)の圧縮ヘッダのサイズは1.5バイトとなる。さらに、このサイズは無音間隔の長さの関数として変化しない。
圧縮ヘッダ内の部分的RTP TS情報としての、エラーに対するロバスト性が自給され、解凍用タイマと組み合わされて、十分なRTP TS値がもたらされるようにする必要があるにすぎない。ヘッダの紛失あるいは破損に起因して後続する圧縮ヘッダが無効になることはない。
オプション1では、T_RFH、p_TS_RFH、N_jitter_max、N_jitter_min、TS0、TS_Stride、及び、ウィンドウW内のすべてのjについて{T−j,p−TS−j}、さらに、オプション2では、TS_Stride
実時間通話要件に起因して、上述の様々なジッタは、正常動作時に数Tミリ秒のオーダーのものであることが当然予想される。しかし、ジッタがさらに大きくなり、したがってさらに大きなkが必要となるケースを除外することはできない。例えば、RTPソースから受信機へのパスで異常事態(故障など)が生じ、その間ジッタが過大になる可能性がある。また、kの定数値が、所望の値または望ましい値であるケースが生じる場合もある。これらのケースに対処するために、フロント・エンドとして圧縮装置にジッタ削減機能を設けて過大なジッタ(或る閾値を上回るジッタ)を持つパケットをフィルターして取り除くようにすることも可能である。
J1=(N_jitter_max-N_jitter_min)+Max_radio_jitter+J
ハンド・オフの場合、ジッタはJ2として以下のように計算され、ハンド・オフ閾値と比較される。
ハンド・オフが行われない固定時のケースと関連する主な相違点として、T_transferの加算がある。実際には、ハンド・オフの実行を100ミリ秒以内に可能にするためには、T_transferを約100ミリ秒に制限する必要がある。従って、Tミリ秒の単位(T=20ミリ秒)では、T_transfer=約5乃至6となる。k=5の値で十分である。
RTPのビデオ・ソースの場合、一定の時間間隔が存在することは必ずしも真であるとはかぎらない。RTP TSは、1つのパケットから次のパケットへ必ずしも一定のペース(stride)だけ増分するとはかぎらないからである。しかし、RTP TS、及び、パケット間の時間間隔は離散的である。したがって、以下のようになる:
パケットのRTPタイム・スタンプm=(時刻0に生成された)パケット0のRTPタイム・スタンプ+TS_stride*[index+adjust(m)]
但し、TS_Strideはコーデックに依存する定数であり、adjust(m)は、mに依存し、音声の場合と同様、線形的振舞いと関連する差分を反映する。また、2つの連続するパケット間の時間間隔はTミリ秒の倍数の整数となる。
Adjustパラメータは正または負の値をとり得る。したがって、音声と比較した主な相違点として加算項Adjustがある。
圧縮装置は、p_TS_currentのk最下位ビットを圧縮ヘッダで送信する。kの決定アルゴリズムは音声の場合と同じである。
使用アルゴリズムは音声の場合と同じである。
1.ハンド・オフ
音声について説明したハンド・オフの2つの代替方法がビデオについても同様に適用される。
音声の場合、k=4乃至5で十分である(2k=16乃至32)ことを示した。ビデオの場合には、Adjustに起因してさらに大きなkの値が必要となる。ビデオは毎秒30個のフレームで構成されているため、|Adjust|<30となる。したがって、正常動作時にk=7乃至8ビットで十分であることが望ましい。
以下の記載は、タイマ・ベースの実施態様をRTP TSの圧縮に利用する場合の様々なハンド・オフの実施態様の適用方法について解説するものである。
ダウンリンク及びアップリンク・トラフィックでの、ハンドシェイクを伴うハンド・オフ(図8と9)
ダウンリンク及びアップリンク・トラフィックでの、ハンドシェイクを伴わないハンド・オフ(図10と12)
ダウンリンク及びアップリンク・トラフィックでの、ハンドシェイクを伴わないハンド・オフ(図と7)
タイマ・ベースの実施態様には以下のような3つのオプションがある:
Max_network_jitterは、(N_jitter_max)−(N_jitter_min)として計算される。但し、N_jitter_maxとN_jitter_minとは、それぞれ、ウィンドウW内のすべてのヘッダjについての、基準ヘッダのヘッダjのジッタの最大値及び最小値である。ウィンドウWは、基準ヘッダを含む、基準ヘッダの送信後に送信されたヘッダから構成される。基準ヘッダとは確認応答を受けたヘッダである。
Max_network_jitterは、ウィンドウWに属するすべてのヘッダjについて、ヘッダjに対する現時点のヘッダのジッタの最大値として計算される。フィードバック情報があるか否かに応じて2つのサブオプションが存在する。
・ 固定フィールドを圧縮する暗黙の符号化技法
・ RTP_SN及びIP_IDを圧縮する、フィードバック情報を利用する圧縮技法を用いるVLE
・ RTP TSを圧縮するタイマ・ベースのオプション2aの圧縮技法
・ その他のフィールドのための直接符号化技法(すなわちその他のフィールドは圧縮されずにそのまま送信される)
圧縮用コンテキスト情報はFOコンテキスト情報及びSOコンテキスト情報である。順番に、各圧縮技法では圧縮用コンテキスト構成部が利用される。解凍用コンテキスト情報についても同じである。
本発明によるコンテキスト転送の最適化を示す実施態様が図29に例示されている。図29に例示のコンテキスト情報は、時と共に変化するRタイマ及びSタイマの値だけを持つ時間関連情報である。現時点のR_timerあるいはS_timerの値は、上記コンテキスト情報の中に含まれると、古いANI_ADから新しいANI_ADへ可能な限り短時間の内に転送されて、新しいANI_ADのタイマと、古いANI_ADのタイマとの間でいずれのスキューも最少化されることが望ましい。本実施態様では、R_timerあるいはS_timerの現時点の値はコンテキストの残り部分から別々に送信される。したがって、この値は、その他のコンテキスト情報と共に送信される場合よりも高速な転送が可能となる。時間関連のコンテキスト情報の残り部分はT_RFH、p_TS_RFH、TS0及びTS_Strideである。本実施態様は、時間と関連するコンテキスト情報に加えて、古いANI_ADから新しいANI_ADへ送信される非時間関連のコンテキスト情報を用いて実施可能なものであると理解されたい。
図30に例示されている本発明の別の実施態様は、アップリンク・トラフィックの場合の無線ハンド・オフ後に定義されるリロケーションのケースを表すものである。少なくとも1つの圧縮ヘッダ(1)が、MS_ADから新しいANI_ADを介して古いANI_ADへ送信される。ST1で、古いANI_ADは、TS0とTS_Strideを含む、時間関連の解凍用コンテキスト構成部の第1の部分を新しいANI_ADへ送信する。この第1の部分は解凍用コンテキスト構成部のサブセットである。解凍用コンテキスト構成部のこの第1の部分は固定時間に関連する情報であり、この情報は、送信開始時を考慮することなく、あるいは、図29に関して上述した実施態様の考慮事項である送信必要時間を考慮することなく送信が可能である。ST2で、新しいANI_ADはそのR_timerを開始し、古いANI_ADへリレーされるすべての後続圧縮ヘッダのタイマ値を記録する(ヘッダのタイマ値とは、ヘッダ受信時のR_timerの値である)。リレーされる各ヘッダは、新しいANI_ADにより割り当てられ、古いANI_ADへ送信されるANI_ADシーケンス番号[4]及び[5]と関連づけられる。ST3及びST4で記録された到着タイマ値(T-3及びT-4)を持つ複数の圧縮ヘッダ(3)及び(4)がMS_ADから新しいANI_ADへ送信される。圧縮ヘッダ(3)及びシーケンス番号(4)(このシーケンス番号(4)はRTPシーケンス番号ではない)に応じて、古いANI_ADは、圧縮ヘッダ(3)を解凍し、パックされたタイム・スタンプp_TS_3と、シーケンス番号(4)とを含むフィードバック情報を肯定応答の形で新しいANI_ADへ送信する。ST5で、新しいANI_ADはシーケンス番号(4)を利用して、パケットのタイム・スタンプをヘッダと相関づけ、パケットのこのタイム・スタンプ値をタイマ値と関連づける。これによって解凍用コンテキスト情報構成部の第2の部分とサブセットとが創成され、完全な解凍用コンテキスト情報構成部が得られる。新しいANI_ADは、上記のようにして得られる格納された完全な解凍用コンテキスト構成部を利用して、ST5後に受信された圧縮ヘッダの解凍を行う。
MS_ADからの肯定応答の待機を示す実施態様が図31に例示されている。ST1で、TS0とTS_Strideとから成るコンテキスト情報構成部が送信される。ST2の新しいANI_ADにより、そのS_timerが始動され、MS_ADへリレーされたすべての圧縮ヘッダのタイマ値とRTP TSとが記録される(ヘッダのタイマ値とは、ヘッダ受信時のS_timerの値である)。量RTP TSとRTP_SNとは元の未圧縮ヘッダからMS_ADにより取り出される。その後、新しいANI_ADがMS_ADから肯定応答(6)を受信し、この肯定応答(6)が新しいANI_ADによりリレーされたヘッダに関係づけられると、ST4の新しいANI_ADにより、肯定応答(6)がリレーされ、RFH以後リレーされたヘッダのウィンドウを用いて圧縮が開始される。RFHとは確認応答を受けたヘッダである。オプション1では、上記時間関連のコンテキスト情報構成部には(p_TS_RFH,T_RFH,N_jitter_max,N_jitter_min,TS0,TS_Stride)が含まれる。オプション2では、上記時間関連のコンテキスト情報構成部には{ウィンドウW内のすべてのヘッダjについての(p_TS_j,T_j),TS0,TS_Stride}が含まれる。量p_TS_jとT_jはヘッダjのRTP TSとタイマ値である。
図32の実施態様は、新しいANI_ADが、圧縮開始が可能になる前に、(肯定応答を待機するのではなく)L個のリレーされたヘッダを待機しているという点を除けば、図31のMS_ADからの肯定応答の待機の実施態様と同じである。ウィンドウWは、新しいANI_ADがヘッダ(6)、(7)、(8)、(9)をリレーするにつれて徐々に構成され、RTP TSパケット値p_TS_6、p_TS_7、p_TS_8、p_TS_9とタイマ値T_6、T_7、T_8、T_9を記録する。時間関連部分である上記コンテキスト情報の圧縮には{ウィンドウW内のすべてのヘッダjについての(p_TS_j,T_j),TS0,TS_Stride}が含まれる。量p_TS_jとT_jは、ヘッダjについてのRTP TSとタイマ値である。本実施態様は、上記実施態様と同じ利点を持つものであり、ヘッダ圧縮が肯定応答ベースのものではない場合に機能する。
図33と34には、ウィンドウ管理を利用する実施態様が例示されている。この実施態様はダウンリンクとアップリンクに対して適用可能である。本実施態様では、無線ハンド・オフの直後に新しい圧縮装置が作動する。無線リンクは、送信中1以上のパケットが時々紛失するように動作すると想定されている。上記新しい圧縮装置は、初期化されたウィンドウがいくつかの要素を持っている状態で始動する。新しく圧縮された各ヘッダがこのウィンドウに追加され、L個のヘッダが送信されるまでCC_D_Idと共に送信される。L個の無線パケットを送信する場合、このウィンドウのサイズは、当該パケットの受信時に少なくとも1つの無線パケットが受信されること、及び、解凍装置が時間に関連するその解凍用コンテキスト情報の更新が可能であることが保証されるように選択される。ウィンドウは、最も最近送信されたL個のヘッダとCC_D_IDだけを含むようにリセットされ、これらはそれ以上は送信されなくなる。その後、圧縮装置は、次の各送信パケットを用いて、圧縮装置の圧縮用コンテキスト情報の更新を行う。本実施態様はフィードバック情報なしで機能するものである。
解凍用コンテキスト情報は必ずしも古いANI_ADから直接到来する必要はない。解凍用コンテキスト情報は、上記情報を保持するいずれのエンティティからでも到来が可能である。さらに、たとえコンテキストが古いANI_ADから到来したものであっても、解凍用コンテキスト情報は別のノード/エンティティの中を通って推移するものであってもよい。
Claims (6)
- 圧縮ヘッダを持つパケットの送信を行うパケット・ネットワークにおける通信方法において、
第1のネットワーク・ノードと第2のネットワーク・ノードとの間の接続を確立するステップであって、上記第1のネットワーク・ノードと上記第2のネットワーク・ノードにおけるパケットのヘッダの圧縮と解凍に利用されるコンテキスト情報の格納を含むステップと、
上記第1のネットワーク・ノードと上記第2のネットワーク・ノードとの間の接続を上記第2のネットワーク・ノードと第3のネットワーク・ノードとの間の接続へ変更するステップであって、上記第1のネットワーク・ノードにより格納され、次いで、上記第3のネットワーク・ノードのコンテキスト情報として上記第3のネットワーク・ノードにより格納される上記コンテキスト情報を上記第3のネットワーク・ノードへ移動解凍装置がハンド・オフされる時点に転送し、上記第3のネットワーク・ノードから上記移動解凍装置への送信の同期を維持するために、上記第3のネットワーク・ノードに格納された上記コンテキスト情報を用いて圧縮されたヘッダと上記コンテキスト情報の複数の識別子とを持つ複数のパケットを上記第3のネットワーク・ノードから上記移動解凍装置へ送信し、上記複数の識別子のうちの少なくとも1つの識別子の受信に応答して上記移動解凍装置から上記第3のネットワーク・ノードへ少なくとも1つのフィードバック情報を送信し、上記フィードバック情報の受信に応答して上記第3のネットワーク・ノードにより該第3のネットワーク・ノードに格納された上記コンテキスト情報を更新し、上記第2及び第3のネットワーク・ノードにおいて上記パケットのヘッダの圧縮と解凍を行うために、上記第2のネットワーク・ノードと上記第3のネットワーク・ノードに格納された上記コンテキスト情報を利用することを含むステップと、を有することを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、上記識別子はシーケンス番号であることを特徴とする方法。
- 請求項2に記載の方法において、上記シーケンス番号が、上記第3のネットワーク・ノードに格納された上記コンテキスト情報を最後に更新したパケットの識別番号であることを特徴とする方法。
- 請求項3に記載の方法において、上記第3のネットワーク・ノードに格納された上記コンテキスト情報を用いて圧縮されたヘッダを持つ上記複数のパケットのうちの少なくとも1つのパケットは、上記第1のネットワーク・ノードから受信した未圧縮のパケット・ヘッダを持つ少なくとも1つのパケットから形成されたもの、あるいは、上記第1のネットワーク・ノード以外のソースから受信した未圧縮のヘッダを持つ少なくとも1つのパケットから形成されたものであることを特徴とする方法。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の方法において、上記第1のネットワーク・ノードから上記第3のネットワーク・ノードへ送信される上記コンテキスト情報は、時間関連のコンテキスト情報構成部を有することを特徴とする方法。
- 請求項5に記載の方法において、前記時間関連のコンテキスト情報構成部は、少なくとも1つの前回のパケットのタイム・スタンプと到着時のうちの少なくとも一方に関連する要素を含むことを特徴とする方法。
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