JP3982688B2 - テンポラリ圧縮テーブルを用いた通信システム及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
関連出願のクロスリファレンス
本願は、２０００年１１月１６日に出願された米国特許出願第６０／２４９６４３号（代理人包袋番号３４６４５−５２４ＵＳＰＬ）と、本願と同時に出願され、その名称が「バイナリ圧縮方法を使用する静的情報知識」である米国特許出願第０９／８１４４０６号（代理人包袋番号３４６４５−５２２ＵＳＰＴ）と、本願と同時に出願され、その名称が「データ圧縮用のリクエスト−リプライ通信パターンを利用する通信システム及び方法」である米国特許出願第０９／８１４４０７号（代理人包袋番号３４６４５−５２３ＵＳＰＴ）と、本願と同時に出願され、その名称が「共有コンテキスト圧縮用の通信システム及び方法」である米国特許出願第０９／８１４４３４号（代理人包袋番号３４６４５−５２５ＵＳＰＴ）に関連し、かつその優先権を有しているものである。
【０００２】
本発明の背景
本発明の技術分野
本発明は、データプロトコル、例えば、インターネットプロトコルを使用する通信におけるメッセージ圧縮に関するものである。
【０００３】
本発明の背景及び目的
近年、公衆で広く使用されるようになった２つの通信技術に、セルラー電話とインターネットがある。セルラー電話によって享受されるいくつかの利点は、ユーザの位置に関わらず、満足のできるサービス品質で移動性とアクセス性に自由度があることである。近年までは、セルラー電話によって提供される主要なサービスは音声であった。これに対し、インターネットは、様々なタイプの用途に柔軟性を持たせながらも、固定通信と大量の端末がその主要な対象になっている。しかしながら、いくつかのサービス、例えば、インターネットテレフォニーの既存の品質は、一般的には、かなり低いものと見られている。
【０００４】
いくつかのインターネットプロトコル（ＩＰ群）は、インターネットと他のネットワークを介する通信を提供するために開発されてきた。このようなインターネットプロトコルの一例にはセッション初期化プロトコル（ＳＩＰ）があり、これは、マルチメディアセッションあるいは発呼の確立、変更及び終了用のアプリケーション層プロトコルである。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カンファレンス、インターネットテレフォニー及び同様のアプリケーションが含まれる。この技術で理解されるように、ＳＩＰは、転送制御プロトコル（ＴＣＰ）あるいはユーザデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）のどちらか一方を介して使用される。
【０００５】
インターネットプロトコルの別の例には、リアルタイムストリーミングプロトコル（ＲＴＳＰ）があり、これは、音声や動画データのようなリアルタイム属性を有するデータの配信制御用のアプリケーション層プロトコルである。ＲＴＳＰも、ＵＤＰ、ＴＣＰあるいはその他のプロトコルとともに、転送プロトコルとして使用されても良い。インターネットプロトコルの更に別の例には、セッション記述プロトコル（ＳＤＰ）があり、これは、マルチメディアカンファレンスを公開し、かつカンファレンスアドレスとカンファレンスツール特定情報を通信するために使用される。ＳＤＰも、汎用リアルタイムマルチメディアセッション記述用に使用される。ＳＤＰは、ＳＩＰ及びＲＴＳＰメッセージのメッセージ本体で搬送される。ＳＩＰ、ＲＴＳＰ、ＳＤＰは、どれもが、ＵＴＦ−８符号化におけるＩＳＯ １０６４６キャラクタセットを使用するＡＳＣＩＩテキストに基づいている。
【０００６】
新技術の発達により、インターネットとセルラー電話技術は併合されつつある。また、セルラー端末は、インターネットプロトコル（ＩＰ）スタックを含み、ボイスオーバＩＰをサポートし、更には、ウェブブラウジング、電子メール及びその他の所望のサービスをサポートすることになるであろう。「全ＩＰ」あるいは「全経路ＩＰ」の実現においては、インターネットプロトコルは、通信システムでエンドーツーエンドで使用される。セルラーシステムでは、これに、ＩＰオーバーセルラーリンクと無線ホッピングを含むことになる。インターネットプロトコルは、音声あるいはストリーミングデータのようなユーザデータと、ＳＩＰあるいはＲＴＳＰデータのような制御データを含むあらゆるタイプのトラフィックに対して使用することができる。このような技術の併合は、セルラー技術の移動性の利点を持たせつつ、ＩＰの柔軟性の利点を提供する。
【０００７】
従来技術で理解されるように、ＳＩＰ、ＲＴＳＰ及びＳＤＰプロトコルは、類似の特性を共有しており、この特性は、セルラー無線アクセスでそれらを使用する場合に影響を与えるものである。これらの類似性の１つには、プロトコルの汎用リクエストとリプライ特性がある。典型的には、送信者がリクエストを送信する場合、送信者は、応答を受信するまでアイドル状態にある。別の類似性は、上述したように、ＳＩＰ、ＲＴＳＰ及びＳＤＰはすべて、ＵＴＦ−８符号化におけるＩＳＯ １０６４６キャラクタセットを使用するＡＳＣＩＩテキストに基づいている。その結果、同一情報のバイナリ表現で要求される以上のビット数を使用して、情報が通常表現される。これらのプロトコルで共有される更に別の特性には、これらのプロトコルは、セッション関係者に必要な情報を提供するためのサイズが通常大きいことである。
【０００８】
ＩＰの欠点は、大量のヘッダとテキストベースの信号処理プロトコルによって導入するＩＰプロトコルセットに相対的に大量のオーバヘッドが存在することである。これは、不十分な無線リソースを効果的な方法で使用するセルラーシステムではかなり重要なことである。セルラーシステムでは、セル単位で十分な数のユーザをサポートすることが重要であるが、実現及び動作コストは高くなる。周波数スペクトル、つまり、帯域幅は、セルラーリンクにおいてコストのかかるリソースであり、システムリソースを最大にするために効率的に使用されるべきである。
【０００９】
ＵＭＴＳ及びＥＤＧＥ移動通信システム及び、ＧＳＭやＩＳ−９５のような第２世代システムの次のリリースでは、多くの信号処理トラフィックが、インターネットプロトコルを使用して実行されることになるであろう。しかしながら、上述したように、ほとんどのインターネットプロトコルは、相対的に固定されたブローバンド接続に対して開発されてきている。ナローバンドセルラーリンクを介するアクセスが発生する場合には、プロトコルメッセージの圧縮が、セットアップ時間や遅延のようなサービス要求品質を満足するために必要となる。典型的には、全通信経路に渡って圧縮は必要ではない。しかしながら、無線ユーザ端末からコアネットワークへのような無線リンクを介するトラフィックの圧縮が非常に望ましい。
【００１０】
レンペル−ジブ（Lempel-Ziv）やハフマン符号化のような標準バイナリ圧縮方法は、圧縮対象のデータ構造の明確な情報を利用しない場合には、かなり一般的な方法である。例えば、ＳＩＰやＲＴＳＰのようなインターネットプロトコルに対してこの方法を使用することは、通信メッセージの効率的な圧縮に対して困難性を伴う。今日、利用可能な標準バイナリ圧縮方法は、大量のデータファイル用に通常は設計されている。その結果、いくつかの連続ストリングを有する小メッセージあるいはメッセージ群の圧縮にこの方法を使用することは、圧縮パフォーマンスはかなり貧弱なものとなる。事実、圧縮対象のメッセージが小さい及びいくつかの連続ストリングを含んでいるのいずれか一方である場合、いくつかの標準圧縮方法を使用しても、オリジナルの未圧縮パケットより予想に反して大きい圧縮パケットとなり、逆効果となってしまう。
【００１１】
バイナリ圧縮スキームを実現する１つの方法には、バイナリコードツリーを使用するものがある。バイナリコードツリーの場合、圧縮対象のシンボルあるいはストリングは、それぞれのシンボルを別々に復号可能な可変数ビットによるツリー構造で表現される。典型的には、入力データで生じる可能性の高いシンボルは、生じる可能性の低いシンボルよりもより少ないビット数で表現される。バイナリコードツリーの構築においては、個々のシンボルは、バイナリツリーに接続されているリーフノードのストリングとして配置される。生じる可能性の高いシンボルは、ツリーのより短いブランチとして表現され、その結果、それらを表現するために必要とされているビット数はより少なくなる。逆に、生じる可能性の低いシンボルは、ビット表現数をより多く必要とするツリーのより長いブランチとして表現される。入力データのストリングが、圧縮器のバイナリーコードツリーのシンボルと一致する場合、シンボルのコードがシンボル自身の代りにデータ圧縮状態で送信される。そのコードを受信する解凍器は、同一のバイナリコードツリーを使用してオリジナルのシンボルあるいはストリングを再構築する。
【００１２】
バイナリコードツリー圧縮スキームの一例には、ハフマン符号化圧縮スキームがある。ハフマン圧縮は、ＡＳＣＩＩファイルの圧縮を主要に意図されている一般的な圧縮方法である。ファイル中に頻繁に発生する文字は、より短いコードに置き換えられる、即ち、ＡＳＣＩＩコードによって使用される８ビット以下のコードに置き換えられる。ハフマン圧縮は、圧縮対象のファイルが相対的に大きく、かつ相対的に少ない文字が使用されるファイルに対して効果を発揮する。
【００１３】
データ圧縮の別の方法には、辞書ベースの圧縮技術の使用がある。一般的に、辞書圧縮スキームは、入力データ中で検出されるシンボルのストリングを記憶するために、辞書として知られているデータ構造を使用している。このスキームは、入力データを読み出して、辞書中でこれと一致するシンボルのストリングを参照する。一致するストリングが検出される場合、そのストリングの位置に対するポインタあるいはインデックスが出力され、ストリングの代りに送信される。インデックスが置き換えられたストリングよりも小さい場合、圧縮が達成されている。解凍器は、圧縮器の辞書の表現を含んでいるので、オリジナルのストリングを受信したインデックスから再現することができる。辞書圧縮方法の一例には、レンペル−ジブ（ＬＺ７７）アルゴリズムがある。このアルゴリズムは、直前の状態を参照して、ファイル中で直前に発生している文字ストリングを置き換える動作を行う。もちろん、この方法は、繰り返しているストリングが共通にあるファイルで特に有効である。
【００１４】
辞書圧縮スキームは、静的あるいは動的のどちらか一方として一般的にカテゴリ化することができる。静的辞書は、圧縮を行う前に構築されて、圧縮処理中の変更しない予め定義された辞書である。静的辞書は、典型的には、使用する前に圧縮器及び解凍器のどちらか一方に記憶される、あるいは圧縮動作の開始前にメモリに送信され、記憶される。
【００１５】
一方、動的あるいは適応的辞書スキームは、辞書の内容を、圧縮中に変更することを許容する。一般的には、動的辞書スキームは、辞書がないあるいはデフォルトの所定辞書のどちらか一方を有している状態で開始し、圧縮処理中に辞書に新規のストリングを追加する。入力データのストリングが辞書中に検出されない場合、そのストリングは、新規の位置で辞書に追加され、新規のインデックス値が割り当てられる。新規のストリングは解凍器に送信されるので、解凍器の辞書にも追加することができる。新規のストリングの位置は送信されないので、解凍器は新規のストリングを受信したことを認識すると、圧縮器の辞書で追加された位置と同一の位置で解凍器の辞書にストリングを追加することになる。この方法では、入力データ中で将来発生するストリングを、更新された辞書を使用することで圧縮することができる。その結果、圧縮器と解凍器での辞書は、圧縮が発生する毎に動的に構築され、かつ更新される。
【００１６】
上述のバイナリ圧縮アルゴリズムを使用する圧縮が有効となる一般基準は、圧縮対象のファイルがかなり大きいことである。ハフマン圧縮用のコードは、圧縮されるファイルに比べてかなり大きくなってはならない。標準レンペル−ジブ圧縮に対しては、圧縮対象のファイルは、効果的な圧縮を達成するために繰り返されるストリングをかなり十分に持っている必要がある。上述のプロトコルによって生成されるメッセージは、たいていが数百バイトであり、メッセージ単位でメッセージに上述のアルゴリズムを用いて効果的な圧縮を可能にするほどには十分大きくない。
【００１７】
つまり、従来のシステムにおいては、通信プロトコルを使用する帯域幅が制限されている通信リンクを介する通信エンティティ間で送信されるメッセージを圧縮するために使用することができる、辞書圧縮方法の有効性を向上する方法及び装置が必要とされている。圧縮及び解凍辞書の更新は、できる限り高速に実行されるべきである、これは、辞書のサイズが圧縮効率においてより大きく貢献するからである。加えて、この方法は耐性を持たせるべきであり、そうすることによって、損失パケットで、連続メッセージの圧縮と解凍が不可能になることがなくなる。
【００１８】
本発明の要約
本発明は、帯域幅制限のある通信リンクを介するエンティティ間の通信用プロトコルを使用するメッセージの圧縮の有効性及び耐性を向上する方法、システム及び装置に関するものである。本発明の一構成によれば、辞書圧縮方法は、通信エンティティ間のメッセージの圧縮及び解凍を行うために使用される。各通信エンティティは、静的辞書、動的辞書、テンポラリ受信機辞書及びテンポラリ送信機テーブルを含んでいる。メッセージの圧縮中は、各エンティティの圧縮器は、静的辞書、動的辞書及びテンポラリ受信機辞書を圧縮辞書として使用する。メッセージの解凍中は、各エンティティの解凍器は、静的辞書、動的辞書及びテンポラリ送信機テーブルを解凍辞書として使用する。
【００１９】
本発明の詳細説明
本発明は、図面を参照してより完全に説明することになり、ここでは、本発明の実施形態が示される。本発明は、様々な形態で実施することができるが、本明細書で説明される実施形態で制限されるものとして見なされるべきでなく、むしろ、これらの実施形態は、その開示が完全かつ完成される、かつ当業者に本発明の範囲が完全に伝わるように提供されている。
【００２０】
図１は、本発明に従う通信システムの例を示している。移動端末１１０は、通信プロトコルを使用して、例えば、無線リンクである通信リンク１１５を介して基地局１２０と通信する。基地局１２０は、通信リンク１２５を介して、ＰＴＳＮのような固定ネットワーク１３０と通信する。固定ネットワーク１３０は、通信リンク１３５を介して、基地局１４０と通信する。基地局１４０は端末１５０と通信し、この端末１５０は、通信リンク１４５を使用する、移動端末あるいは固定端末である。
【００２１】
本発明の実施形態に従えば、移動端末１１０は、通信リンク１１５を介して、圧縮メッセージを使用して基地局１２０と通信する。同様に、基地局１４０は、圧縮通信メッセージを使用して端末１５０と通信することができる。図１のシステムの構成要素、例えば、移動端末１１０と基地局１４０には、メモリ１６０と、圧縮及び解凍アルゴリズムを実現するソフトウェア命令を記憶し、実行するプロセッサ１５５を含んでいることが理解されるであろう。本発明が他の通信システム、例えば、圧縮が要求されるリンクを介して通信プロトコルを使用するセルラーネットワークで使用されても良いことが理解されるべきである。
【００２２】
図２は、本発明に従う実施形態を示している。この実施形態では、辞書方法のようなバイナリデータ圧縮方法が使用されることが好ましい場合に、エンティティＡ（２１０）は、通信プロトコルを用いる通信リンク（２５０、２５５）を使用して、エンティティＢ（２３０）と通信する。図２に示されるように、エンティティＡ（２１０）は、通信リンク２５０を介して、エンティティＢ（２３０）に送信するデータを圧縮する圧縮器２１５と、通信リンク２５５を介してエンティティＢ（２３０）から受信するデータを解凍する解凍器２２５を含んでいる。また、エンティティＡ（２１０）は、圧縮器２１５と解凍器２２５に関連付けられている、いくつかの辞書群／テーブル群２２０を含んでいる。圧縮器及び解凍器の少なくとも一方は、プロセッサと、圧縮／解凍アルゴリズム（群）用の命令を自身に記憶しているメモリを使用して実現されても良いことが理解されるべきである。通信エンティティは、いくつかの通信デバイスを構成しても良いことも理解されるべきである。例えば、エンティティＡは移動端末であっても良く、かつエンティティＢは基地局であっても良い。
【００２３】
動作中では、圧縮器２１５と解凍器２２５は、メッセージの圧縮及び解凍用の辞書群／テーブル群２２０を使用する。図２に更に示されるように、エンティティＢ（２３０）は、通信リンク２５５を介して受信するデータを解凍する解凍器２３５と、通信リンク２５５を介して送信されるデータを圧縮する圧縮器２４５を含んでいる。また、エンティティＢ（２３０）は、解凍器２３０及び圧縮器２４５に関連付けられている、いくつかの辞書群／テーブル群２４０を含んでいる。以下でより詳細に説明するように、動作中は、解凍器２３５と圧縮器２４５は、通信メッセージの圧縮及び解凍用の辞書群／テーブル群２４０を使用する。
【００２４】
図３の図面を参照すると、ここでは、本発明に従う通信エンティティの一例が示されている。一例である通信エンティティ３１０は、例えば、図２のエンティティＡ（２１０）やエンティティＢ（２３０）で使用されても良く、送信メッセージを圧縮する圧縮器３１５、受信メッセージを解凍する解凍器３２５及びいくつかの辞書群／テーブル群（ここでは、参照番号３２０で示される）を含んでいる。辞書群／テーブル群３２０は、例えば、辞書圧縮方法のようなバイナリ圧縮方法を使用して、メッセージの圧縮及び解凍のために、通信エンティティ３１０によって使用される。本発明に従えば、辞書／テーブル群３２０は、静的辞書（ＳＤ）３３０、動的辞書（ＤＤ）３３５、テンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）３４０及びテンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）３４５を含んでいる。
【００２５】
静的辞書（ＳＤ）３３０は、各通信エンティティ（２１０、３１０）の圧縮器及び解凍器の両方によって認識される予め定義されている圧縮／解凍辞書である。静的辞書は、圧縮前に構築され、かつ現在のあるいは次の圧縮処理中は変更しない。静的辞書は、使用する前に通信エンティティに記憶されていても良く、あるいは通信セッションの開始前にエンティティに送信され、記憶されても良い。静的辞書は、メッセージあるいはメッセージの一部、即ち、ストリングを含んでいても良く、これは、通信セッション中の通信メッセージあるいはパケットで生じても良い。すべてのメッセージが、静的辞書に記憶されている必要はない。圧縮で有益となるメッセージの一部あるいはストリングのみを記憶することが好ましいことが理解されるべきである。
【００２６】
動的辞書（ＤＤ）３３５は、各通信エンティティの圧縮器及び解凍器の両方によって認識されるメッセージあるいはメッセージの一部を含む動的辞書である。動的辞書（ＤＤ）３３５は、本発明の技術に従って通信セッション中に更新され、かつ連続圧縮及び解凍動作用の辞書として使用される。本発明と以下の更なる説明に従えば、動的辞書（ＤＤ）３３５は、テンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）３４０あるいはテンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）３４５から動的辞書（ＤＤ）３３５へエントリが移動することによって更新されても良い。
【００２７】
テンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）３４０は、通信リンクを通るメッセージあるいはメッセージの一部を含むテンポラリ辞書である。テンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）中のメッセージは、メッセージの圧縮のためにも使用される。メッセージあるいはストリングの指示は、圧縮器によって使用されているメッセージを示すために、送信エンティティから受信エンティティへ送信される。この指示は、送信対象のメッセージパケットのヘッダに含まれていても良い。
【００２８】
そして、テンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）３４５は、更に辞書の使用が有益となるかが判定されるリンクを介して送信されるメッセージあるいはメッセージの一部を含むテンポラリテーブルである。
【００２９】
通信エンティティ３１０が圧縮動作を実行する場合、圧縮器３１５は、静的辞書（ＳＤ）３３０、動的辞書（ＤＤ）３３５及びテンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）３４０を圧縮辞書として使用し、現在のメッセージを圧縮する。テンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）３４０に記憶されているメッセージが圧縮処理で使用される場合、どのＴＲＤメッセージが使用されているかを受信側辞書へ示すための指示が通信パケットヘッダに含まれる。
【００３０】
通信エンティティ３１０が解凍動作を実行する場合、解凍器３２５は、静的辞書（ＳＤ）３３０、動的辞書（ＤＤ）３３５及びテンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）３４５を解凍辞書と使用し、現在の受信メッセージを解凍する。しかしながら、テンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）中のエントリは、解凍対象であるパケットのヘッダが、受信側エンティティのＴＳＴに記憶されているメッセージが送信側エンティティでそのメッセージを圧縮するために使用されていることを示している場合にのみ使用される。
【００３１】
辞書及びテーブルの検索順は、特定の通信方法によって判定される、あるいは標準的な順序で実現される、これにより、圧縮器と解凍器は異なる辞書あるいはテーブルを参照しない。特定の一致が検出される場合、より長い一致のための検索が、使用されている特定圧縮アルゴリズムに依存して更に実行されても良い。例えば、レンペル−ジブ圧縮アルゴリズムに対しては、検索は、ルックアヘッドバッファの長さによって制限されても良い。
【００３２】
図４は、本発明に従うデータ圧縮方法の一例、ここでは、参照番号４００で示される、を示している。図４の一例では、それぞれが上述の移動局１１０と基地局１２０を構築することができる、エンティティＡ（２１０）とエンティティＢ（２３０）が、通信プロトコルの使用を介して、通信リンク（２５０、２５５）を介する圧縮メッセージを使用して通信する。エンティティＡ（２１０）は、圧縮及び解凍辞書群／テーブル群２２０を含み、これには、静的辞書（ＳＤ）４０２、動的辞書（ＤＤ）４０４、テンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）４０６及びテンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）４０８が含まれる。同様に、エンティティＢ（２３０）は、圧縮及び解凍辞書群／テーブル群２４０を含み、これには、静的辞書（ＳＤ）４１２、動的辞書（ＤＤ）４１４、テンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）４１６及びテンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）４１８が含まれる。
【００３３】
図４の例では、フローの矢印は、通信セッション中のエンティティＡ（２１０）とエンティティＢ（２３０）間のメッセージＭ１−Ｍ５のフローを示している。エンティティＡ（２１０）のカラムＳＤ（４０２）、ＤＤ（４０４）、ＴＲＤ（４０６）及びＴＳＴ（４０８）と、エンティティＢ（２３０）のカラムＳＤ（４１２）、ＤＤ（４１４）、ＴＲＤ（４１６）及びＴＳＴ（４１８）は、通信セッション中に与えられているインスタンスでの各辞書及びテーブルの内容を示している。表記Ｍｎは、番号ｎの特定メッセージあるいはメッセージの一部に対応する。表記Ｃ（ＳＤ、Ｍ１、．．．）は、静的辞書（ＳＤ）とメッセージＭ１等を含む辞書群あるいはテーブル群を使用する送信側エンティティによる現在のメッセージの辞書圧縮を示している。受信側エンティティの各解凍は同一の静的辞書及びメッセージを使用して実行されることになることが理解されるべきである。表記Ｉ（Ｍｎ）は、テンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）の特定メッセージＭｎが圧縮中に使用されていることを示す圧縮メッセージのヘッダ中の識別情報の送信を示している。
【００３４】
上述したように、通信エンティティが圧縮動作を実行する場合、エンティティの圧縮器は、自身の静的辞書（ＳＤ）、動的辞書（ＤＤ）及びテンポラリ受信機辞書を圧縮辞書として使用して、現在のメッセージを圧縮する。
【００３５】
また、上述したように、通信エンティティが解凍動作を実行する場合、エンティティの解凍器は、自身の静的辞書（ＳＤ）、動的辞書（ＤＤ）及びテンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）を解凍辞書として使用して、現在の受信メッセージを解凍する。しかしながら、テンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）のエントリは、解凍対象のパケットのヘッダが、受信側エンティティのＴＳＴに記憶されているメッセージが送信側エンティティのメッセージを圧縮するために使用されていることを示す識別情報を含んでいる場合にのみ使用される。
【００３６】
通信セッションを開始する前に、エンティティＡ（２１０）とエンティティＢ（２３０）は、各エンティティのそれぞれの圧縮器（２１５、２４５）と解凍器（２２５、２３５）による使用のために、同一の静的辞書（ＳＤ）（４０２、４１２）で開始する。エンティティＡは、静的辞書（ＳＤ）４０２を使用してＭ１を圧縮し、テンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）４０８を記憶することによって、第１メッセージＭ１をエンティティＢへ送信するための準備を行う（ステップ４２０）。次に、圧縮メッセージＭ１とＭ１メッセージＩＤが、エンティティＢ（２３０）へ送信される（ステップ４２２）。エンティティＢ（２３０）による圧縮メッセージＭ１の受信後、エンティティＢ（２３０）は、その圧縮メッセージを解凍し、自身のテンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）４１６にＭ１を記憶する（ステップ４２４）。Ｍ１の指示であるＩ（Ｍ１）は、Ｍ１指示を搬送するメッセージがエンティティＡによって受信されたことを示すエンティティＡ（２１０）からの指示を受信するまで、エンティティＢ（２３０）によってメッセージが送信される毎に含められる。
【００３７】
更に、図４の方法例の図においては、エンティティＢ（２３０）は、第２メッセージＭ２をエンティティＡ（２１０）へ送信するための準備を行う。エンティティＢは、ＳＤ及びＭ１を含む辞書群を使用してＭ２を圧縮し、自身のテンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）４１８にＭ２を記憶する（ステップ４２６）。圧縮メッセージＭ２、Ｍ２メッセージＩＤ及びＭ１の指示Ｉ（Ｍ１）は、エンティティＢ（２３０）によってエンティティＡ（２１０）へ送信される（ステップ４２８）。エンティティＡ（２１０）による圧縮メッセージＭ２の受信後、エンティティＡ（２１０）は、圧縮メッセージを解凍し、自身のテンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）４０６にＭ２を記憶する（ステップ４３０）。次に、エンティティＡ（２１０）は、Ｍ１を自身のＴＳＴ（４０８）から自身の動的辞書（ＤＤ）４０４に移動する（ステップＳ４３２）。
【００３８】
エンティティ間の通信における厳格なリクエスト−リプライが、本発明に従う方法を使用する場合には必須である必要はないことが理解されるべきである。図４の方法例で更に示されるように、エンティティＢ（２３０）は、第３メッセージＭ３をエンティティＡ（２１０）へ送信するための準備を行う。エンティティＢは、ＳＤとＭ１を含む辞書群を使用してＭ３を圧縮し、自身のテンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）４１８にＭ３を記憶する（ステップ４３４）。次に、圧縮メッセージＭ３、Ｍ３メッセージＩＤ及びＭ１の指示であるＩ（Ｍ１）は、エンティティＢ（２３０）によってエンティティＡ（２１０）に送信される（ステップ４３６）。エンティティＡ（２１０）による圧縮メッセージＭ３の受信後、エンティティＡ（２１０）は、圧縮メッセージを解凍し、自身のテンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）４０６にＭ３を記憶する（ステップＳ４３８）。エンティティＡ（２１０）は、ステップ４３２で、Ｍ１を自身のＴＳＴ４０８から自身のＤＤ４０４に既に移動しているので、このステップを再度実行する必要はない。
【００３９】
更に、図４の方法例の図においては、エンティティＡ（２１０）は、第４メッセージをエンティティＢ（２３０）へ送信するための準備を行う。エンティティＡは、ＳＤとＭ１、Ｍ２及びＭ３を含む辞書群を使用してＭ４を圧縮し、自身のテンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）４０８にＭ４を記憶する（ステップ４４０）。次に、圧縮メッセージＭ４、Ｍ４メッセージＩＤ及びＭ２、Ｍ３の指示であるＩ（Ｍ２、Ｍ３）は、エンティティＡ（２１０）によってエンティティＢ（２３０）に送信される（ステップ４４２）。エンティティＢ（２３０）による圧縮メッセージＭ４の受信後、エンティティＢ（２３０）は、圧縮メッセージを解凍し、自身のテンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）４１６にＭ４を記憶する（ステップＳ４４４）。次に、エンティティＢ（２３０）は、Ｍ２及びＭ３を、自身のＴＳＴ４１８から自身の動的辞書（ＤＤ）４１４へ移動する（ステップＳ４４６）。エンティティＢ（２３０）は、Ｍ１も自身のＤＤに移動する（ステップ４４８）、これは、Ｍ１がＭ２メッセージ通信で指示されている、つまり、エンティティＡ（２１０）とエンティティＢ（２３０）の両方がＭ１に関与しているからである。その結果、Ｍ１は、エンティティＢ（２３０）から送信されるメッセージでこれ以上指示される必要はない。
【００４０】
更に、図４の方法例の図においては、エンティティＢ（２３０）は、第５メッセージＭ５をエンティティＡ（２１０）へ送信するための準備を行う。エンティティＢは、ＳＤ、Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４及びＭ５を含む辞書群を使用してＭ５を圧縮し、自身のテンポラリ送信機テーブル（ＴＳＴ）４１８にＭ５を記憶する（ステップ４５０）。次に、圧縮メッセージＭ５、Ｍ５メッセージＩＤ及びＭ４の指示であるＩ（Ｍ４）は、エンティティＢ（２３０）によってエンティティＡ（２１０）に送信される（ステップ４５２）。エンティティＡ（２１０）による圧縮メッセージＭ５の受信後、エンティティＡ（２１０）は、圧縮メッセージを解凍し、自身のテンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）４０６にＭ５を記憶する（ステップＳ４５４）。次に、エンティティＡ（２１０）は、Ｍ４を自身のＴＳＴ（４０８）から自身の動的辞書（ＤＤ）４０４へ移動する（ステップＳ４５６）。また、エンティティＡ（２１０）は、Ｍ２とＭ３を自身のＤＤに移動する（ステップ４５８）、これは、Ｍ２とＭ３が、Ｍ４メッセージ通信で指示されている、つまり、エンティティＡ（２１０）とエンティティＢ（２３０）の両方がＭ２とＭ３に関与しているからである。その結果、Ｍ２とＭ３は、エンティティＡ（２１０）からのメッセージでこれ以上指示される必要はない。
【００４１】
図５は、本発明に従うメッセージヘッダの例を、ここでは、参照番号５００で示される、を示している。本発明に従えば、メッセージ識別（ＩＤ）番号５１０と圧縮器によって使用されるＴＲＤメッセージを指示するための指示５２０は、メッセージヘッダ５００として圧縮メッセージとともに送信される。本実施形態では、メッセージヘッダ５００は、テンポラリ受信機辞書（ＴＲＤ）に配置されない、即ち、通信セッション中のパケットを圧縮するために使用されない。本発明に従うメッセージヘッダの例では、メッセージＩＤ番号（５１０）は４つのビットからなり、メッセージ指示（５２０）は１２ビットのビットマスクからなる。４ビットのメッセージＩＤは１６のメッセージ番号を可能にし、一方、１２ビットのビットマスクは、１２個の受信メッセージの指示が可能である。残りの４つのコードポイントは、メッセージヘッダ（５００）の他の情報を指示するために使用しても良い。
【００４２】
メッセージのすべてが、本発明の静的辞書群、動的辞書群、テンポラリ受信機辞書群あるいはテンポラリ送信機テーブルに記憶される必要がないことが理解されるべきである。むしろ、圧縮で有用とされるメッセージの一部だけを記憶する必要がある。例えば、レンペル−ジブあるいは他の辞書圧縮方法に対しては、辞書あるいはテーブルに予め記憶されていないストリングだけを追加すれば良い。これは、必要とされるメモリと処理能力を最小に維持するという効果をもたらす。
【００４３】
本発明の辞書群あるいはテーブル群の任意あるいはすべてがバイナリコードツリーに置き換えられてもよいことが理解されるべきである。例えば、静的辞書は静的バイナリーコードツリーに置き換えられても良く、かつ／あるいは動的辞書は動的コードツリーに置き換えられても良い。また、静的辞書は、本発明から省略しても良いことが理解されるべきである。
【００４４】
本発明のシステム、方法及び装置の効果の１つは、データプロトコルを使用する通信セッション中に効果的なメッセージ圧縮、かつ圧縮及び解凍辞書群の更新を提供することである。通信プロトコルの双方向性は、圧縮処理で使用される直前のメッセージを許容することによって各通信エンティティの圧縮及び解凍辞書群を高速に更新するために使用される。
【００４５】
また、本発明のシステム、方法及び装置は、圧縮通信メッセージの使用の耐性を改善する。圧縮器から送信されるメッセージ中のメッセージＩＤと指示情報は、メッセージが正しく受信されたかを示すために解凍器によって使用される、つまり、圧縮辞書群を更新するために使用されるメッセージの損失を防止する。
【００４６】
本発明の方法、システム及び装置の様々な実施形態を図面と上述の詳細説明で説明しているが、本発明が開示される実施形態に限定されるものではなく、添付の請求項によって説明され、かつ定義される本発明の範囲から逸脱しない範囲で様々な再構成、変形、置換が可能であることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従う通信システムの例を示す図である。
【図２】 本発明に従う実施形態を示す図である。
【図３】 本発明に従う通信エンティティの例を示す図である。
【図４】 本発明に従うデータ圧縮方法の例を示す図である。
【図５】 本発明に従うメッセージヘッダの例を示す図である。

Claims (28)

1. 通信プロトコルを使用して、メッセージを通信する通信装置であって、
   第１通信装置である当該通信装置から第２通信装置へ送信する通信メッセージを圧縮する圧縮器と、
   当該第１通信装置と前記第２通信装置それぞれの圧縮器及び解凍器の両方によって認識される通信メッセージに対応する圧縮情報を記憶し、かつ前記圧縮器と通信する少なくとも１つの辞書と、
   前記第２通信装置から受信する通信メッセージを記憶し、かつ前記圧縮器と通信する受信機辞書と、
   前記第２通信装置へ送信する通信メッセージに対応する圧縮情報を記憶し、かつ前記圧縮器と通信する送信機テーブルとを備え、
   前記圧縮器は、第１通信メッセージの圧縮に対し、前記少なくとも１つの辞書と前記受信機辞書との内の任意の辞書から該第１通信メッセージに対応する第１圧縮情報を検索することで、前記第１圧縮情報と、前記受信機辞書に記憶されている以前に前記第２通信装置から受信した１つ以上の通信メッセージを示す指示メッセージとを含む第２圧縮情報を生成し、
   前記第２圧縮情報の前記第２通信装置への送信後、該第２通信装置から、前記第１通信メッセージが該第２通信装置で受信されたことを示す指示メッセージを含む受信通信メッセージを受信した場合、前記送信機テーブルに記憶している前記第１通信メッセージに対応する第１圧縮情報を前記少なくとも１つの辞書に移動する
   ことを特徴とする通信装置。
2. 前記第１圧縮情報は、前記第２圧縮情報と実質的に同一である
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記少なくとも１つの辞書は、通信セッション中にその内容が更新される動的辞書を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
4. 前記少なくとも１つの辞書は、予めその内容が定義された少なくとも１つの静的辞書と、通信セッション中にその内容が更新される少なくとも１つの動的辞書を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
5. 前記少なくとも１つの辞書と前記送信機テーブルと通信する、前記受信通信メッセージを解凍するための解凍器を更に備え、
   前記解凍器は、前記受信通信メッセージの解凍に対し、前記少なくとも１つの辞書と前記送信機テーブルとの任意の辞書から前記受信通信メッセージに対応する第３圧縮情報を検索する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
6. 前記通信装置は、移動端末である
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
7. 前記通信装置は、基地局である
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
8. 前記第２圧縮情報は、前記第１通信メッセージの一部を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
9. 前記第２圧縮情報は、更に、前記圧縮器で圧縮した前記第１通信メッセージを示すメッセージ識別情報を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
10. 通信プロトコルを使用してメッセージを通信する通信装置であって、
    第２通信装置から第１通信装置である当該通信装置で受信する通信メッセージを解凍する解凍器と、
    当該第１通信装置と前記第２通信装置それぞれの圧縮器及び解凍器の両方によって認識される通信メッセージに対応する圧縮情報を記憶し、かつ前記解凍器と通信する少なくとも１つの辞書と、
    前記第２通信装置へ送信する通信メッセージに対応する圧縮情報を記憶し、かつ前記解凍器と通信する送信機テーブルと、
    前記第２通信装置から受信する通信メッセージを記憶し、かつ前記解凍器と通信する受信機辞書とを備え、
    前記解凍器は、第１通信メッセージの解凍に対し、前記少なくとも１つの辞書と前記送信機テーブルの内の任意の辞書から、該第１通信メッセージに対応する第１圧縮情報を検索することで、該第１通信メッセージを解凍し、
    前記解凍後の第１通信メッセージに、該第１通信メッセージの受信前に前記第２通信装置へ送信した第２通信メッセージが該第２通信装置で受信されたことを示す指示メッセージが含まれる場合、前記受信機辞書に既に記憶している通信メッセージを前記少なくとも１つの辞書に移動する
    ことを特徴とする通信装置。
11. 前記少なくとも１つの辞書は、通信セッション中にその内容が更新される動的辞書を有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
12. 前記少なくとも１つの辞書は、予めその内容が定義された少なくとも１つの静的辞書と、通信セッション中にその内容が更新される少なくとも１つの動的辞書を有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
13. 前記圧縮情報は、前記通信メッセージの一部を有する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
14. 前記少なくとも１つの辞書と前記受信機辞書と通信する、送信通信メッセージを圧縮する圧縮器を更に備え、
    前記圧縮器は、前記送信通信メッセージの圧縮に対し、前記少なくとも１つの辞書と前記受信機辞書の任意の辞書から前記送信通信メッセージに対応する圧縮情報を検索する
    ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
15. 前記圧縮情報は、更に、前記圧縮器で圧縮した前記送信通信メッセージを示すメッセージ識別情報を有する
    ことを特徴とする請求項１４に記載の通信装置。
16. 前記通信装置は、移動端末である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
17. 前記通信装置は、基地局である
    ことを特徴とする請求項１０に記載の通信装置。
18. 通信メッセージの圧縮及び解凍を行う第１通信装置あるいは第２通信装置として機能する通信装置であって、
    前記第１通信装置から前記第２通信装置へ送信する送信通信メッセージを圧縮する圧縮器と、
    前記第２通信装置から前記第１通信装置で受信する受信通信メッセージを解凍する解凍器と、
    前記圧縮器及び前記解凍器と通信する、予めその内容が定義された静的辞書と、
    前記第１通信装置と前記第２通信装置それぞれの圧縮器及び解凍器の両方によって認識される通信メッセージに対応する圧縮情報を記憶し、かつ前記圧縮器及び前記解凍器と通信する、通信セッション中にその内容が更新される動的辞書と、
    前記第２通信装置から受信した前記受信通信メッセージを記憶し、かつ前記圧縮器と通信する受信機辞書と、
    前記第２通信装置へ送信する前記送信通信メッセージに対応する圧縮情報を記憶し、かつ前記解凍器と通信する送信機テーブルを備え、
    前記送信通信メッセージの圧縮に対し、前記圧縮器は、前記静的辞書、前記動的辞書及び前記受信機辞書の任意の辞書から該送信通信メッセージに対応する第１圧縮情報を検索することで、前記第１圧縮情報と、前記受信機辞書に記憶されている以前に前記第２通信装置から受信した１つ以上の前記受信通信メッセージを示す指示メッセージとを含む第２圧縮情報を生成し、
    前記受信通信メッセージの解凍に対し、前記解凍器は、前記静的辞書、前記動的辞書、前記送信機テーブルの任意の辞書から、該受信通信メッセージに対応する圧縮情報を検索することで、該受信通信メッセージを解凍し、
    前記送信通信メッセージに対応する圧縮情報の前記第２通信装置への送信後、該第２通信装置から、該送信通信メッセージが該第２通信装置で受信されたことを示す指示メッセージを含む前記受信通信メッセージを受信した場合、前記送信機テーブルに記憶している前記送信通信メッセージに対応する前記第１圧縮情報を前記動的辞書に移動し、
    前記解凍後の受信通信メッセージに、該受信通信メッセージの受信前に前記第２通信装置へ送信した送信通信メッセージが該第２通信装置で受信されたことを示す指示メッセージが含まれる場合、前記受信機辞書に既に記憶している受信通信メッセージを前記動的辞書に移動する
    ことを特徴とする通信装置。
19. 前記通信装置は、移動端末である
    ことを特徴とする請求項１８に記載の通信装置。
20. 前記通信装置は、基地局である
    ことを特徴とする請求項１８に記載の通信装置。
21. 前記圧縮情報は、更に、前記送信通信メッセージを示すメッセージ識別情報を有する
    ことを特徴とする請求項１８に記載の通信装置。
22. 通信装置による圧縮メッセージの通信方法であって、
    第１圧縮通信メッセージを生成するために、少なくとも１つの辞書及び受信機辞書の任意の辞書の第１圧縮情報を使用して、第１通信メッセージを圧縮する工程と、
    前記第１圧縮通信メッセージに対応する前記第１圧縮情報を送信機テーブルに記憶する工程と、
    前記第１圧縮通信メッセージを、第１通信装置である前記通信装置から前記２通信装置に送信する工程と、
    前記第２通信装置から第２圧縮通信メッセージを前記第１通信装置で受信する工程と、
    前記第１圧縮情報を前記送信機テーブルから前記少なくとも１つの辞書へ転送する工程とを備え、
    前記少なくとも１つの辞書は、前記第１通信装置と前記第２通信装置それぞれの圧縮器及び解凍器の両方によって認識される通信メッセージに対応する圧縮情報を前記第１圧縮情報として記憶し、
    前記受信機辞書は、前記第２通信装置から受信した通信メッセージを記憶し、
    前記送信機テーブルは、前記第２通信装置へ送信する通信メッセージに対応する圧縮情報を記憶し、
    前記圧縮する工程は、前記第１通信メッセージの圧縮に対し、前記少なくとも１つの辞書と前記受信機辞書との内の任意の辞書から該第１通信メッセージに対応する第１圧縮情報を検索することで、前記第１圧縮通信メッセージと、前記受信機辞書に記憶されている以前に前記第２通信装置から受信した１つ以上の前記第２圧縮通信メッセージを示す指示メッセージとを含む第２圧縮情報を生成し、
    前記送信する工程で、前記第２圧縮情報の前記第２通信装置への送信後、前記受信する工程で、該第２通信装置から、前記第１圧縮通信メッセージが前記第２通信装置で受信されたことを示す指示メッセージを含む前記第２圧縮通信メッセージを受信した場合、前記転送する工程は、前記送信機テーブルに記憶している前記第１圧縮通信メッセージに対応する前記第１圧縮情報を前記少なくとも１つの辞書に転送する
    ことを特徴とする方法。
23. 前記第２圧縮情報は、前記第１通信メッセージの一部を有する
    ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
24. 前記少なくとも１つの辞書と前記送信機テーブルの任意の辞書から前記第２圧縮通信メッセージに対応する第３圧縮情報を使用して前記第２圧縮通信メッセージを解凍する工程を更に備える
    ことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
25. 通信装置によって圧縮通信メッセージを通信する方法であって、
    第２通信装置から第１圧縮通信メッセージを第１通信装置である前記通信装置で受信する工程と、
    第１通信メッセージを生成するために、少なくとも１つの辞書と送信機テーブルの任意の辞書から、前記第１圧縮通信メッセージに対応する前記第１圧縮情報を検索することで、、該第１圧縮通信メッセージを解凍する工程と、
    前記第１通信メッセージを受信機辞書に記憶する工程と、
    前記第２通信装置へ第２通信メッセージを前記第１通信装置から送信する工程と、
    前記第２通信装置から第３通信メッセージを前記第１通信装置で受信する工程と、
    前記第３通信メッセージの受信に続いて、前記第１通信メッセージを前記受信機辞書から前記少なくとも１つの辞書へ転送する工程と
    前記少なくとも１つの辞書は、前記第１通信装置と前記第２通信装置それぞれの圧縮器及び解凍器の両方によって認識される通信メッセージに対応する圧縮情報を前記第１圧縮情報として記憶し、
    前記送信機テーブルは、前記第２通信装置へ送信する通信メッセージに対応する圧縮情報を記憶し、
    前記受信機辞書は、前記第２通信装置から受信した通信メッセージを記憶し、
    前記解凍後の前記第１圧縮通信メッセージに、該第１圧縮通信メッセージの受信前に前記第２通信装置へ送信した通信メッセージが前記第２通信装置で受信されたことを示す指示メッセージが含まれる場合、前記転送する工程は、前記受信機辞書に既に記憶している前記通信メッセージを前記少なくとも１つの辞書に移動する
    ことを特徴とする方法。
26. 前記第２通信メッセージは、前記第２通信装置からの前記第１圧縮通信メッセージの受信の応答確認を有する
    ことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
27. 前記第３通信メッセージは、前記第２通信装置による前記第２通信メッセージの受信の潜在応答確認を有する
    ことを特徴とする請求項２５に記載の方法。
28. 前記第１圧縮情報は、前記第１通信メッセージの一部を有する
    ことを特徴とする請求項２５に記載の方法。

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