KR100981893B1 - 로버스트 헤더 압축에서 로컬 리페어를 강화하는 방법 및 시스템 - Google Patents

로버스트 헤더 압축에서 로컬 리페어를 강화하는 방법 및 시스템 Download PDF

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Abstract

네트워크 송신 효율 및 품질을 개선시킬 수도 있는 로버스트 헤더 압축 (ROHC) 압축해제기 (110, 114) 에서 로컬 리페어를 강화시키는 방법 및 시스템이 개시되어 있다. 일 방법은 압축해제기 (110, 114) 에서 로컬 리페어를 강화시키기 위해 하위층 정보를 이용한다. 또 다른 방법은 압축해제기 (110, 114) 에서 로컬 리페어를 강화시키기 위해 이용자 데이터그램 프로토콜 (UDP) 체크섬을 이용한다.
Figure R1020097015767
압축해제기, 하위층 정보, 이용자 데이터그램 프로토콜 (UDP) 체크섬

Description

로버스트 헤더 압축에서 로컬 리페어를 강화하는 방법 및 시스템{METHODS AND SYSTEMS FOR ENHANCING LOCAL REPAIR IN ROBUST HEADER COMPRESSION}
35 U.S.C. §119 하의 우선권 주장
본 출원은, 참조로 포함되는 2004년 12월 8일 출원된 "로버스트 헤더 압축에서 로컬 리페어를 강화하는 방법 및 시스템" 이란 명칭의 공동 양도된 미국 가출원 제 60/634,452 호에 대한 우선권을 주장한다.
기술 분야
본 출원은 일반적으로 무선 통신에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는, 로버스트 헤더 압축해제에 있어서 로컬 리페어를 강화시킬 수도 있는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
인터넷 프로토콜 (IP) 은 유선 및 무선 네트워크 모두에서 이용되는 네트워크 프로토콜이다. VoIP (voice over IP), 양방향성 게임,메시지 등과 같은 일부 서비스 및 애플리케이션에 대하여, IP 패킷의 페이로드는 거의 동일한 사이즈일 수도 있거나 패킷의 IP 헤더 보다 더 작을 수도 있다. 동일한 패킷 헤더 내부 및 특히 패킷 스트림의 연속 패킷 사이에서 헤더 필드에는 상당한 리던던시가 있을 수도 있다. 헤더 압축 (HC) 은 링크의 하나의 단부에서 IP 패킷의 프로토콜 헤더를 압축하고, 이들을 링크의 또 다른 단부로 송신하며, 이들을 다른 단부에서 원래의 상태로 압축해제하는 프로세스이다.
본 명세서에 개시된 실시형태들은 셀룰러 네트워크, 공중 교환 전화 네트워크 (PSTN), 무선 인터넷, 위성 네트워크, 와이드 영역 네트워크 (WAN), 무선 로컬 영역 네트워크 (WLAN), VoIP 네트워크, IP-기반 멀티미디어 시스템 등과 같은 임의의 무선 및/또는 유선 통신 시스템에서 구현될 수도 있다.
도 1은 본 명세서에 기재된 하나 이상의 방법이 구현될 수도 있는 통신 시스템 (10) 의 예를 예시한다. 제 1 액세스 단말기 (AT; 100A) 는 업링크 (또는 역방향 링크) 헤더 압축기 (102) 를 포함할 수도 있다. 제 1 액세스 단말기 (100A) 는 무선 액세스 네트워크 (RAN) 에서 기지국 (104A) 및 기지국 트랜시버 시스템/패킷 데이터 서빙 노드 (BTS-PDSN; 106A) 와 역방향 링크 (RL) 를 통해 무선으로 통신할 수도 있다.
BTS-PDSN (106A) 은 본 명세서에 기재된 하나 이상의 방법을 수행할 수도 있는 업링크 헤더 압축해제기 (110) 를 포함한다. BTS-PDSN (106A) 은 VoIP 네트워크 (108) 를 통해 패킷 데이터 서빙 노드/기지국 트랜시버 시스템 (PDSN-BTS; 106B) 와 통신할 수도 있다. PDSN-BTS (106B) 은 다운링크 (또는 순방향 링크) 헤더 압축기 (112) 를 포함할 수도 잇다.
제 2 액세스 단말기 (100B) 는 순방향 링크 (FL) 를 통해 기지국 (104B) 및 PDSN-BTS (106B) 와 무선으로 통신할 수도 있다. 제 2 액세스 단말기 (100B) 는 본 명세서에 기재된 하나 이상의 방법을 수행할 수도 있는 다운링크 헤더 압축 해제기 (114) 를 포함할 수도 있다. 2개의 무선 액세스 단말기 (100A, 100B) 대신에, 액세스 단말기중 하나는 유선 단말기일 수도 있다.
역방향 링크 및 순방향 링크는 코드 분할 다중 액세스 (CDMA) 1x, CDMA 1x EV-DO (Evolution Data Optimized), 광대역 CDMA (WCDMA), 시간 분할 동기화 (TD-SCDMA), 이동 통신용 글러벌 시스템 (GSM) 등과 같은 하나 이상의 통신 프로토콜을 이용할 수도 있다.
본 명세서에 기재된 "액세스 단말기"는 유선 전화, 무선 전화, 셀룰러 전화, 랩탑 컴퓨터, 무선 통신 개인 컴퓨터 (PC) 카드, 개인 보조 단말기 (PDA), 내부 또는 외부 모뎀 등과 같은 다양한 타입의 디바이스를 칭할 수도 있다. 액세스 단말기는 예를 들어, 광 섬유 또는 동축 케이블을 이용하여, 무선 채널을 통해 또는 유선 채널을 통해 통신하는 임의의 데이터 디바이스일 수도 있다. 액세스 단말기는 액세스 유닛, 가입자 유닛, 이동국, 이동 디바이스, 이동 유닛, 이동 전화, 모바일, 원격국, 원격 단말기, 원격 유닛, 이용자 디바이스, 이용자 장비, 휴대용 디바이스 등과 같은 다양한 명칭을 가질 수도 있다. 액세스 단말기는 이동 또는 정지일 수도 있고, 도 1의 통신 시스템 (10) 전반적으로 배치될 수도 있다. 액세스 단말기는 기지국, 액세스 네트워크, 액세스 포인트, 노드 B, 모뎀 풀 트랜시버 (MPT) 를 칭할 수도 있는 (또는 포함할 수도 있는) 하나 이상의 기지국 트랜시버 시스템 (BTS) 과 통신할 수도 있다.
도 2는 프로세서 (200), 응용 주문형 집적 회로 (ASIC) 및 다른 하드웨어 (202), 트랜시버 (204), 및 메모리 (206) 와 같은 도 1의 BTS-PDSN (106A) 및/또 는 PDSN-BTS (106B) 의 일부 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소를 예시한다. 메모리 (206) 는 애플리케이션 층 (208), 전송층 (210), 및 네트워크 층 (212) 과 같은 하나 이상의 상위 층 (207) 을 저장할 수도 있다. 애플리케이션 층 (208) 은 실시간 전송 프로토콜 (RTP 또는 RTTP) 헤더를 프로세스할 수도 있다. 전송층 (210) 은 송신 제어 프로토콜 (TCP) 및 이용자 데이터그램 프로토콜 (UDP) 헤더를 프로세스할 수도 있다. 네트워크 층 (212) 은 IP 헤더를 프로세스할 수도 있다.
또한, 메모리 (206) 는 로버스트 헤더 압축 압축기 (112), 로버스트 헤더 압축 압축해제기 (110), 및 무선 링크 프로토콜 (RLP) 서브층을 포함할 수도 있는 링크층 및 매체 액세스 제어 (MAC) 층 (214) 및 물리층 (216) 과 같은 하나 이상의 하위층 (220) 을 저장할 수도 있다.
도 3은 프로세서 (300), ASIC (302) 및 다른 하드웨어, 트랜시버 (304), 및 메모리 (306) 와 같은 도 1의 액세스 단말기 (100A, 100B) 의 일부 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소를 예시한다. 메모리 (306) 는 애플리케이션 층 (308), 전송층 (310), 및 네트워크 층 (312) 와 같은 하나 이상의 상위층 (307) 을 저장할 수도 있다. 애플리케이션 층 (308) 은 RTP 헤더를 프로세스할 수도 있다. 전송층 (310) 은 TCP 및 UDP 헤더를 프로세스할 수도 있다. 네트워크 층 (312) 은 IP 헤더를 프로세스할 수도 있다.
또한, 메모리 (306) 는 로버스트 헤더 압축 압축기 (102), 로버스트 헤더 압축 압축해제기 (114), 및 RLP 서브층을 포함할 수도 있는 링크층 및 MAC 층 (314), 및 물리층 (316) 과 같은 하나 이상의 하위층 (320) 을 저장할 수도 있다.
도 8은 페이로드 및 압축되지 않은 헤더 (예를 들어, IP, UDP, RTP, TCP, 및 다른 헤더) 를 갖는 패킷 (800) 및 페이로드 및 압축된 헤더를 갖는 패킷 (802) 의 예를 예시한다. 압축된 헤더는 RTP 시퀀스 번호, UDP 체크섬, 및 가능하면 다른 필드를 포함할 수도 있다. 압축된 패킷 (802) 은 또한 링크층 시퀀스 번호를 포함하는 링크층 헤더를 포함할 수도 있다.
무선 링크를 통해 전송된 IP, UDP, 및 RTP 헤더를 갖는 패킷은 무선 네트워크가 제한된 대역폭을 가지기 때문에 헤더 압축에 의해 상당한 이득을 얻을 수도 있다. 헤더 압축 및 압축 해제는 (감소된 패킷 헤더 오버헤드로 인해) 대역폭을 절약하면서 네트워크 송신 효율, 품질, 및/또는 속도를 개선시키고, 패킷 손실을 감소시키고, 양방향 응답 시간을 개선시키며, 인프라구조 비용을 감소 (채널 대역폭 당 더 많은 이용자 및 따라서 더 적은 배치 비용) 시킬 수도 있다. 통신 시스템은 다수의 홉 (hop) 을 포함할 수도 있는, 점 대 점 (point-to-point) 접속을 통해 홉 마다 (per-hop) 에 기초하여 프로토콜 헤더를 압축할 수도 있다. "홉" 은 하나의 디바이스로부터 다른 디바이스 또는 네트워크 엘리먼트로의 통신 링크를 칭한다.
그러나, 일부 헤더 압축 방식은 특히, 무선 토폴로지 및 트래픽 패턴이 더욱 복잡하게 될 때, 높은 에러 레이트 (예를 들어, 비트 에러 레이트 (BER)) 및 무선 링크의 긴 라운드트립 시간으로 인해 무선 (예를 들어, 셀룰러) 링크상에서 양호하게 수행하지 못할 수도 있다. 본 개시물은 다른 방법의 단점을 극복할 수도 있 는 로버스트 헤더 압축 (ROHC) 및 압축해제 방식을 개시한다.
로버스트 헤더 압축은 2001년 7월에 Internet Society의 Network Working Group에 의해 배부된 인터넷 표준 트랙 프로토콜인 "로버스트 헤더 압축 (ROHC) : 프레임워크 및 4개의 프로파일: RTP, UDP, ESP 및 비압축" 이란 명칭의 RFC (Requst For Comments) 3095에 기재되어 있다. "로버스트" 헤더 압축 방식은 헤더 압축이 추가의 패킷 분실없이 발생하거나 압축해제된 헤더에 추가의 에러를 도입하지 않고 발생하는 링크상의 손실 및 잔류 에러를 허용할 수도 있다.
"압축기의 컨텍스트" 는 압축기가 헤더를 압축하기 위해 이용하는 상태 정보를 칭하며 "압축해제기의 컨텍스트" 는 압축해제기가 헤더를 압축해제하기 위해 이용하는 상태 정보를 칭한다. 컨텍스트는 압축 및 압축해제를 위한 정적 필드 및 가능하면 기준값과 같은 패킷 스트림에서의 이전 헤더로부터의 관련 정보를 포함할 수도 있다. 이 컨텍스트는 IP 식별자 필드가 얼마나 변화하고 통상의 인터-패킷이 시퀀스 번호 또는 타임스탬프에서 얼마나 증가하는지에 관한 정보와 같은 패킷 스트림을 설명하는 추가 정보를 포함할 수도 있다.
"컨텍스트 손상" 은 압축해제기의 컨텍스트가 압축기의 컨텍스트와 일치하지 않을 때 발생하고, 압축해제는 원래의 헤더 재생을 실패할 수도 있다. 이러한 상황은 압축해제기의 컨텍스트가 적절하게 초기화되지 않았을 때 또는 패킷이 압축기와 압축해제기 사이에서 분실되거나 손상되었을 때 발생할 수도 있다. 컨텍스트 불일치로 인해 압축해제될 수 없는 패킷은 컨텍스트 손상으로 인해 "분실"된 다. 컨텍스트 불일치로 인해 압축해제되지만 에러를 포함하는 패킷은 컨텍스트 손상으로 인해 "손상"된다.
ROHC 는 부정확한 압축해제를 검출하기 위해 원래의 헤더에 대해 순환 중복 검사 (CRC) 를 이용할 수도 있다. 계산적 복잡성을 감소시키기 위해, 헤더의 필드는 CRC가 계산될 때 개념적으로 재배열될 수도 있어서, 정적인 옥텟을 통해 먼저 계산되고 (CRC-STATIC 이라 칭함), 그 후, 그 값이 패킷 사이에서 변화할 것으로 예상되는 옥텟을 통해 계산된다 (CRC-DYNAMIC). 이러한 방식으로, CRC-STATIC 필드를 커버한 이후에, CRC 계산의 중간 결과는 여러 패킷에 대해 재이용될 수 있다.
대부분의 헤더 필드는 이들이 결코 또는 거의 변화하지 않을 수도 있기 때문에 떨어져 압축될 수도 있다. 일 예에서, 약 10 옥텟의 조합된 사이즈를 갖는 5개의 필드만이 더욱 정교한 메카니즘을 필요로 할 수도 있다. 이들 필드는,
- IPv4 식별 (16 비트) (IP-ID)
-UDP 체크섬 (16 비트)
- RTP 마커 (1 비트) (M-비트)
- RTP 시퀀스 번호 (16 비트) (SN)
- RTP 타임스탬프 (32 비트) (TS) 를 포함할 수도 있다.
최하위 비트 (LSB) 인코딩은 그 값이 작은 변화에 일반적으로 영향을 받는 헤더 필드에 이용될 수도 있다. LSB 인코딩으로, 필드 값의 k 최하위 비트가 원래 필드 값 대신에 송신되고, 여기서, k는 양의 정수이다. k 비트를 수신한 이후에, 압축해제기는 기준 (v_ref) 으로서 이전에 수신된 값을 이용하여 원래의 값을 유도한다. LSB 인코딩 및 디코딩은, 압축기 및 압축해제기가, 원래의 값이 상주하며 그 원래의 값이 송신된 것과 정확하게 동일한 k 최하위 비트를 갖는 값만인 해석 간격을 각각 이용하는 경우에 정정될 수도 있다.
"해석 간격" 은 함수 f (v_ref, k) 로서 기재될 수도 있고,
f (v_ref, k) = [v_ref - p, v_ref + (2^k - 1) - p]
여기서, p는 정수이다.
이 방정식은,
Figure 112009045790840-pat00001
과 같이 나타낼 수도 있다.
함수 f는 아래의 특성 : 임의의 값 k에 대해, k 최하위 비트는 f(v_ref, k) 에서의 값을 유일하게 식별하는 특성을 갖는다.
파라미터 p는 해석 간격이 v_ref에 대하여 시프트되게 한다. p에 대한 적합한 값의 선택은 특정 특징을 갖는 필드에 대한 더욱 효율적인 인코딩을 산출할 수도 있다.
인코딩될 값은 유한 범위를 가질 수도 있다. 예를 들어, RTP SN은 0 내지 0xFFFF의 범위이다. SN의 값이 0 또는 0xFFFF에 근접할 때, 해석 간격은 0 과 0xFFFF 사이의 랩어라운드 (wraparound) 경계에 스트래들 (straddle) 할 수도 있다.
RFC 3095 는 ROHC 압축기가 프로토콜 헤더에서 동적 필드를 압축하기 위해 "윈도우-기반 최하위 비트 (LSB) 인코딩" 을 어떻게 이용할 수도 있는지를 기재한다. 이 압축기는 v_ref_d에 대한 일부 후보가 분실되거나 손상될 수도 있기 때문에, 특정 값 (v) 에 대한 압축해제기에 의해 이용될 v_ref_d의 정확한 값을 결정할 수 없을 수도 있다. 그러나, 피드백을 이용하거나 알맞은 가정을 함으로써, 압축기는 후보 세트를 제한할 수 있다. 그 후, 압축기는 압축해제기가 후보 세트에서의 어떤 v_ref_d 를 이용하더라도, v가 결과적인 간격_d 에 의해 커버되도록 k를 계산한다. CRC가 기준값으로서 성취하는 최종 수신된 값을 압축해제기가 이용할 수도 있기 때문에, 압축기는 v_ref_d에 대한 후보를 포함하는 "슬라이딩 윈도우"를 유지한다. 이 슬라이딩 윈도우는 처음에는 비어있을 수도 있다.
다수의 연속 패킷이 ROHC 압축기와 압축해제기 사이에서 분실될 때, 압축해제기가 입력의 부족 동안 해석 간격을 이동하지 않기 때문에, 시퀀스 번호 (SN) LSB 랩어라운드, 즉, 압축된 패킷에서 시퀀스 번호의 LSB가 부정확하게 해석될 수도 있다는 위험이 있다.
ROHC 압축해제기는 (압축기와 압축해제기 사이의) 다수의 연속 분실 패킷이 컨텍스트 손상을 초래할 수 있는 상황을 검출하기 위해 로컬 리페어 모드를 이용할 수도 있다. ROHC 압축해제기는 이러한 상황을 검출할 수 있고, 로컬 클록을 이용함으로써 컨텍스트 손상을 피할 수 있다. 예를 들어, ROHC 압축해제기는 RFC 3095에 기재된 아래의 알고리즘을 이용할 수도 있다.
(a) 압축해제기는 각각의 인커밍 패킷 (i) 의 도달 시간 (a(i)) 을 노트한다. 압축해제를 실패한 패킷의 도달 시간은 폐기된다.
(b) 압축해제가 실패할 때, 압축해제기는 이전, 정확하게 압축해제된 패킷, 및 현재의 패킷 사이의 경과된 시간인 INTERVAL = a(i) - a(i - 1) 을 계산한다.
(c) 랩어라운드가 발생할 때, INTERVAL 은 적어도 2^k 인터-패킷 시간에 대응하고, 여기서, k는 현재의 헤더에서의 SN 비트의 개수이다. 도달 시간의 이동 평균은 패킷 인터-도달 시간을 추정하기 위해 이용될 수도 있다. 패킷 인터-도달 시간의 추정에 기초하여, 압축해제기는 INTERVAL이 2^k 인터-패킷 시간에 대응할 수 있는지를 판정한다.
(d) INTERVAL이 적어도 2^k 패킷 인터-도달 시간인 것으로 판정되는 경우에, 압축해제기는 2^k를 기준 SN에 가산하고, 새로운 기준 SN을 이용하여 패킷의 압축해제를 시도한다.
(e) 이러한 압축해제가 성공인 경우에, 압축해제기는 컨텍스트를 업데이트하지만 패킷을 상위층으로 전달해서는 안된다. 다음의 패킷이 또한 압축해제되고, 그 CRC가 성공인 경우에 컨텍스트를 업데이트하지만, 폐기되어야 한다. 새로운 패킷을 이용하여 제 3 패킷의 압축해제가 또한 성공인 경우에, 컨텍스트 리페어는 성공인 것으로 여겨지고, 이러한 제 3 패킷 및 후속 압축해제된 패킷은 상위층으로 전달된다.
(f) (d) 및 (e) 에서의 3개의 압축해제 시도중 어느 하나가 실패인 경우에, 압축해제기는 그 패킷을 폐기하고 RFC 3095의 섹션 5.3.2.2.3에서의 룰 (a) 내지 (c) 에 따라 작동할 수도 있다.
상기 로컬 리페어 모드를 이용하여, 압축해제기는 컨텍스트가 리페어되었다고 결론짓기 이전에 2개의 정확하게 압축해제된 패킷의 폐기를 이용하여 과도한 손실 이후에 컨텍스트를 리페어할 수도 있다. ROHC 압축해제기가 (상위층으로 전달되지 않은) 2개의 패킷을 폐기할 필요가 있는 이유는, ROHC 3-비트 CRC가 상대적으로 약한 검사이고, 따라서, 부정확하게 압축해제된 패킷이 CRC를 통과할 수도 있기 때문이다.
이하, 설명하는 실시형태는 도 1-3의 압축해제기 (110, 114) 와 같은 ROHC 압축해제기에서 로컬 리페어 모드를 강화시키거나 개선시킬 수 있다. 일 실시형태에서, 로컬 리페어 모드에서의 ROHC 압축해제기는 패킷을 상위층으로 통과시킬지 여부를 판정하기 위해, ROHC 3 비트 CRC 이외에도 링크층 시퀀스 번호와 같은 하위층 정보를 이용한다. 또 다른 실시형태에서, 로컬 리페어 모드에서의 ROHC 압축해제기는 패킷을 상위층으로 통과시킬지 여부를 판정하기 위해, ROHC 3 비트 CRC 이외에도, UDP 체크섬 (인에이블될 때) 을 이용한다. 압축해제기는 하나 이상의 조건에 따라 2개의 방법중 하나를 선택하도록 구성될 수도 있다. 이들 실시형태는 ROHC 표준을 변화시키지 않고 성능을 개선시킬 수도 있다.
압축해제 리페어에서 하위층 정보 이용
도 4는 ROHC 압축해제기 (110, 114) 에서 로컬 리페어 모드를 강화시키기 위 해 링크층 정보를 이용하는 방법을 예시한다. 링크층 (214, 314; 도 2 및 3의 하위층) 은 링크층 시퀀스 번호 (SN) 를 압축기 (112, 102) 에 의해 압축된 각 패킷에 가산한다. 시퀀스 번호는 링크층의 특정한 인스턴스 생성 (instantiation) 을 통해 전송된 각 링크층 패킷에 대해 하나 ("1") 씩 증가해야 한다. 특정한 링크층 인스턴트 생성에 대응하는 링크층 패킷과 IP 패킷 사이에는 일 대 일 매핑이 있다. 이러한 일 대 일 매핑이 위반되는 경우에, 후술하는 방법이 여전히 작동할 수도 있다.
도 4의 410에서, 압축해제기는 예를 들어, 압축해제 에러를 검출함으로써 현재 수신된 패킷에 대해 압축해제가 실패하였는지를 판정한다. 압축해제가 실패인 경우에, 420에서 압축해제기는 2개의 연속적으로 수신된 패킷 사이의 링크층 시퀀스 번호, 즉, 최종 정확하게 압축해제되어 수신된 패킷의 링크층 시퀀스 번호와 현재 수신된 패킷의 링크층 시퀀스 번호에서의 차이를 결정한다. 이러한 차이를 INTERVAL 이라 칭할 수도 있고, 이것은 RFC 3095를 참조하여 상기 언급한 "해석 간격" 또는 "INTERVAL" 과 동일하지 않다.
430에서, 압축해제기는 INTERVAL 이 적어도 2^k 와 동일한지를 판정하고, 여기서, k는 현재 패킷에서 시퀀스 번호 비트의 개수이다. INTERVAL 이 적어도 2^k와 동일한 경우에, 압축해제기는 INTERVAL을 최종 정확하게 압축해제되어 수신된 패킷의 시퀀스 번호 (기준 시퀀스 번호라 칭함) 에 가산한다. 이러한 동작은 압축해제에 이용된 리페어링 정보로서 참조될 수도 있다.
440에서, 압축해제기는 새로운 기준 시퀀스 번호를 이용하여 현재 패킷의 압 축해제를 시도한다.
이러한 압축해제가 성공인 경우에, 압축해제기는 그 컨텍스트를 업데이트하고 패킷을 상위층(들)으로 전달한다. 압축해제가 실패인 경우에, 압축해제기는 패킷을 폐기할 수도 있고, RFC 3095의 섹션 5.3.2.2.3에서의 룰 (a) 내지 (c) 에 따라 동작할 수도 있다.
로컬 리페어 모드를 개선하는 것에 부가하여, 링크층 시퀀스 번호를 이용하는 또 다른 이점은 압축해제기가 링크상의 과도한 재순서화를 처리할 수 있게 한다는 것이다. 링크층 시퀀스 번호가 지연-도달 ROHC 패킷의 정확한 위치를 식별하는 것을 도와서, 압축해제기는 압축해제기의 현재 컨텍스트에서의 기준값으로부터 RTP 시퀀스 번호를 정확하게 추정할 수 있다.
어떤 상황에서는, 링크층 시퀀스 번호와 RTP 시퀀스 번호 사이에 일 대 일 매핑이 없을 수도 있다. 예를 들어, 무선 네트워크의 역방향 링크상에서, (예를 들어, 4.8 kbps에서 작동하는) 셀 에지에서의 이용자는 2개의 RLP (무선 링크 프로토콜) 세그먼트에서 하나의 RTP/UDP/IP 음성 패킷을 전송할 필요가 있을 수도 있다.
도 5는 SN 랩어라운드가 발생하였는지 및 로컬 리페어를 어떻게 수행할지를 판정하기 위해 이러한 상황 (링크층 시퀀스 번호와 RTP 시퀀스 번호 사이에 일 대 일 매핑이 없음) 에서 이용될 수 있는 방법을 도시한다. 아래의 방법은 최종 정확히 압축해제된 패킷에 대한 RTP 시퀀스 번호 및 링크층 시퀀스 번호가 제로 ("0") 이다고 가정한다. 비-제로 기준값 상황은 차이 연산을 먼저 수행함으로 써 처리될 수 있다.
510에서, 압축해제기는 예를 들어, 압축해제 에러를 검출함으로써 압축해제가 실패인지를 판정한다. 압축해제가 실패인 경우에, 520에서 압축해제기는 2개의 연속 수신된 패킷 사이의 링크층 시퀀스 번호에서의 차이, 즉, 현재 패킷의 링크층 시퀀스 번호 - 기준값 (최종 수신된 정확하게 압축해제된 패킷의 링크층 시퀀스 번호) 인 INTERVAL 을 계산한다.
(1) (상술한 ) LSB 해석 간격은 L 로서 표현된 길이를 갖는 라이트 하프 (right half) 를 가질 수도 있고, 여기서, L 은 2^k 보다 작다. 530에서 INTERVAL 이 2*(L+1) 이상인 경우에, 랩어라운드가 발생한다.
(a) 540에서 INTERVAL 이 2^(k+1) 이상인 경우에, 550에서 압축해제기는 해석 간격 [L+1, 2*(L+1)-1], [2*(L+1), 3*(L+1)-2] ..., [k*(L+1), (k+1)*(L+1)-(k)] 를 이용하여 다중 트라이얼을 갖는 패킷을 압축해제함으로써 정확한 랩어라운드 양의 판정을 시도하고, 여기서, INTERVAL 은 k*(L+1) ≤ INTERVAL ≤ (k+1)*(L+1)-(k) 로서 정의된다. 정확한 간격에서의 압축해제가 ROHC 3 비트 CRC 를 통과하기 때문에, 이들 압축해제중 하나 이상은 성공적이다. 압축해제중 하나만이 성공적인 경우에, 패킷을 상위층으로 전송될 수 있다. 2개 이상의 압축해제가 성공적인 경우에, 압축해제기는 정확한 해석 간격에 관하여 확신하지 않을 수도 있고, 패킷은 상위층으로 전송되지 않는다.
(b) 540에서 INTERVAL 이 2^(k+1) 보다 작은 경우에, 실제 RTP SN은 [INTERVAL/2, INTERVAL] 사이에 있다. INTERVAL/2 가 2^k 이하인 경우에, k 비 트를 포함하는 RTP SN의 LSB는 560에서 정확한 RTP SN 위치를 유일하게 식별하기 위해 이용될 수 있다. 압축해제기는 ROHC 헤더에서의 RTP SN의 LSB 및 링크층 SN에 의해 제공된 고유 정보에 기초하여 랩어라운드를 리페어할 수 있다.
(2) 570에서 INTERVAL 이 L 이하인 경우에, 랩어라운드는 없고 방법은 필요한 경우에 580에서 잘못된 컨텍스트의 로컬 리페어를 수행한다.
(3) 575에서 INTERVAL 이 범위 [L+1, 2*(L+1)-1] 에 있는 경우에, RTP SN LSB 랩어라운드가 있을 수도 있거나 없을 수도 있다. RTP SN이 575에서 2^k 보다 작은 길이를 갖는 범위 [INTERVAL/2, INTERVAL] 에 있는 경우에, ROHC 헤더에서 반송된 RTP SN의 LSB이 RTP SN의 실제 위치를 유일하게 결정하기 위해 이용될 수 있어서, SN 랩어라운드 리페어가 560에서 수행될 필요가 있는지를 판정한다.
도 5의 방법은 ROHC 압축기 이전에 IP 패킷 손실이 있는 경우에도 동작한다.
도 6은 도 4의 방법에 대응하는 압축해제기 장치 (600) 를 예시한다. 압축해제기 장치 (600) 는 현재 수신된 패킷에 대해 압축해제가 실패인지를 판정하는 수단 (610), 2개의 연속 수신된 패킷 (현재 수신된 패킷 및 최종 정확하게 압축해제된 패킷) 사이의 링크층 시퀀스 번호에서의 차이와 동일한 간격을 판정하는 수단 (620), 간격이 2^k와 동일한지를 판정하고 간격을 최종 정확하게 압축해제된 패킷의 기준 시퀀스 번호에 가산하는 수단 (630), 및 새로운 기준 시퀀스 번호를 이용하여 압축해제를 수행하는 수단 (640) 을 포함한다.
도 7은 도 5의 방법에 대응하는 압축해제기 장치 (700) 를 예시한다. 압축해제기 장치 (700) 는 압축해제가 실패인지를 판정하는 수단 (710), 2개의 연속 수신된 패킷 사이의 링크층 시퀀스 번호에서의 차이인 간격을 판정하는 수단 (720), 간격 ≥ 2(L+1) 을 판정하는 수단 (730), 간격 ≥ 2^(k+1) 을 판정하는 수단 (740), 정확한 랩어라운드 양을 판정하기 위해 다중 트라이얼을 수행하는 수단 (750), ROHC 헤더에서의 RTP SN의 LSB 및 링크층 SN에 의해 제공된 유일한 정보에 기초하여 랩어라운드를 리페어링하는 수단 (760), 간격 ≤ L 을 판정하는 수단 (770), RTP SN의 LSB가 [간격/2, L] 에 있는지를 판정하는 수단 (775), 및 필요한 경우에 잘못된 컨텍스트의 로컬 리페어를 수행하는 수단 (780) 을 포함한다.
압축해제 리페어에서 UDP 체크섬 이용
또 다른 방법은 ROHC 압축해제기에서 로컬 리페어 모드를 강화/개선시키기 위해 UDP 체크섬 (도 8) 을 이용할 수도 있다. UDP 체크섬 (제공되는 경우) 을 이용하는 것은 ROHC 압축해제기가 로컬 리페어 모드 동안 압축해제된 패킷에서 더 큰 신뢰를 갖는 것을 가능하게 한다. 이러한 방법에 있어서, UDP 체크섬은 IP 흐름에서 인에이블되어야 한다. 아래의 방법은 UDP 체크섬을 이용함으로써 ROHC RFC 3095에서 로컬 리페어 모드를 개선시킨다.
(a) 압축해제기는 각 인커밍 패킷 (i) 의 도달 시간 (a(i)) 을 노트한다. 압축해제를 실패한 패킷의 도달 시간은 폐기된다.
(b) 압축해제를 실패할 때, 압축해제기는 INTERVAL = a(i) - a(i-1), 즉, 이전의 정확하게 압축해제된 패킷과 현재의 패킷의 도달 사이의 경과된 시간을 계산한다.
(c) 랩어라운드가 발생한 경우에, INTERVAL 은 적어도 2^k 인터-패킷 시간에 대응하고, 여기서, k는 현재 헤더에서의 SN 비트의 개수이다. 예를 들어, 도달 시간, TS_STRIDE, 또는 TS_TIME의 이동 평균을 이용하여 획득된 패킷 인터-도달 시간의 추정에 기초하여, 압축해제기는 INTERVAL 이 2^k 인터-패킷 시간에 대응할 수 있는지를 판정한다.
(d) INTERVAL 이 적어도 2^k 패킷 인터-도달 시간인 것으로 판정되는 경우에, 압축해제기는 2^k를 기준 SN에 가산하고 새로운 기준 SN을 이용하여 패킷의 압축해제를 시도한다.
(e) 이러한 압축해제가 성공이고 UDP 체크섬이 통과하는 경우에, 압축해제기는 컨텍스트를 업데이트하고 패킷을 상위층으로 전달한다. 압축해제가 실패하거나 UDP 체크섬이 통과하지 못하는 경우에, 압축해제기는 패킷을 폐기하고 섹션 5.3.2.2.3의 룰 (a) 내지 (c) 에 따라 동작할 수도 있다.
또한, UDP 체크섬 (인에이블될 때) 은 압축해제가 성공적인지를 더 검증하기 위해 도 4 또는 5의 방법에서 이용될 수도 있다.
도 9는 상술한 바와 같은 UDP 체크섬을 이용하는 방법을 예시한다. 900에서, 이 방법은 패킷 헤더의 압축해제가 성공인지를 판정한다. 902에서, 이 방법은 패킷 헤더에서의 이용자 데이터그램 프로토콜 (UDP) 체크섬이 통과하는지를 판정한다. 904에서, 압축해제가 성공이고 UDP 체크섬이 통과하는 경우에, 이 방법은 압축해제에 이용된 컨텍스트 정보를 업데이트하고 압축해제된 패킷을 상위층으로 전달한다.
도 10은 도 9의 방법에 대응하는 압축해제기 (1010) 를 예시한다. 압축 해제기 (1010) 는 패킷 헤더의 압축해제가 성공인지를 판정하는 수단 (1000), 패킷 헤더에서의 이용자 데이터그램 프로토콜 (UDP) 체크섬이 통과하는지를 판정하는 수단 (1002), 압축해제가 성공이고 UDP 체크섬이 통과하는 경우에 압축해제에 이용된 컨텍스트 정보를 업데이트하고 압축해제된 패킷을 상위층으로 전달하는 수단 (1004) 을 포함한다.
본 명세서에 개시된 실시형태와 관련하여 기재된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈, 및 회로는 범용 프로세서, 디지털 신호 프로세서 (DSP), ASIC, 필드 프로그램가능한 게이트 어레이 (FPGA), 또는 다른 프로그램가능한 로직 디바이스, 개별 게이트 또는 트랜지스터 로직, 개별 하드웨어 구성요소, 또는 본 명세서에 기재된 기능을 수행하도록 설계된 이들의 임의의 조합으로 구현되거나 수행될 수도 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서일 수도 있지만, 또 다른 방법으로는, 이 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 머신일 수도 있다. 프로세서는 컴퓨팅 디바이스의 조합, 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 연결된 하나 이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 이러한 구성의 조합으로서 구현될 수도 있다.
본 명세서에 개시된 실시형태와 관련하여 기재된 방법 및 알고리즘은 하드웨어, 프로세서에 의해 실행된 소프트웨어 모듈, 또는 이들 2개의 조합에서 직접 실시될 수도 있다. 소프트웨어 모듈은 랜덤 액세스 메모리 (RAM), 플래시 메모리, 판독 전용 메모리 (ROM), 전기적으로 프로그램가능한 ROM (EPROM), 전기적으로 삭제가능한 프로그램가능 ROM (EEPROM), 레지스터, 하드 디스크, 제거가능 디스크, CD-ROM, 또는 당업계에 공지된 저장 매체의 임의의 다른 형태에 상주할 수도 있다. 저장 매체가 프로세서에 결합되어, 프로세서는 저장 매체로부터 정보를 판독할 수 있고 저장 매체로 정보를 기록할 수 있다. 또 다른 방법으로는, 저장 매체는 프로세서와 일체형일 수도 있다. 프로세서와 저장 매체는 ASIC에 상주할 수도 있다. ASIC는 액세스 단말기에 상주할 수도 있다. 또 다른 방법으로, 프로세서 및 저장 매체는 액세스 단말기에 개별 구성요소로서 상주할 수도 있다.
당업자는 정보 및 신호가 임의의 다양한 전문용어 및 테크닉을 이용하여 표현될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 상기 상세한 설명 전반적으로 참조될 수도 있는 데이터, 지시, 명령, 정보, 신호, 비트, 심볼, 및 칩이 전압, 전류, 전자기파, 자계, 또는 파티클, 광학계 또는 파티클, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 표현될 수도 있다.
당업자는 또한 본 명세서에 개시된 실시형태와 관련하여 기재된 다양한 예시적인 논리 블록, 모듈, 회로, 및 알고리즘 단계가 전자 하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 이들의 조합으로서 구현될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 하드웨워와 소프트웨어의 이러한 호환성을 명확하게 예시하기 위해, 다양한 예시적인 구성요소, 블록, 모듈, 회로, 및 단계가 그들의 기능성과 관련하여 일반적으로 상술되었다. 이러한 기능성이 하드웨어 또는 소프트웨어로서 구현될지는 전체 시스템에 부과된 설계 제약 및 특정 애플리케이션에 따른다. 당업자는 기재된 기능성을 각 특정 애플리케이션에 대해 변화하는 방식으로 구현할 수도 있지만, 이러한 구현 결정이 본 출원의 범위를 벗어나는 것으로서 해석되어서는 안된다.
개시된 실시형태의 이전의 설명은 당업자가 본 출원을 이용하거나 제조할 수 있도록 제공되었다. 이들 실시형태에 대한 다양한 변형이 당업자에게는 쉽게 명백할 것이고, 본 명세서에 정의된 일반 원리가 본 출원의 사상 또는 범위로부터 벗어나지 않고 다른 실시형태에 적용될 수도 있다. 따라서, 본 출원은 본 명세서에 나타낸 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 본 명세서에 개시된 원리 및 신규한 특징와 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
도 1은 본 명세서에 기재된 하나 이상의 방법이 구현될 수도 있는 통신 시스템을 예시한다.
도 2는 도 1의 기지국 트랜시버 시스템/패킷 데이터 서빙 노드 (BTS-PDSN) 또는 PDSN-BTS의 일부 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소를 예시한다.
도 3은 도 1의 액세스 단말기의 일부 하드웨어 및 소프트웨어 구성요소를 예시한다.
도 4는 도 1의 시스템에 의해 이용될 수도 있는, 로버스트 헤더 압축해제에서 로컬 리페어를 강화하는 방법을 예시한다.
도 5는 도 1의 시스템에 의해 이용될 수도 있는, 로버스트 헤더 압축해제에서 로컬 리페어를 강화하는 또 다른 방법을 예시한다.
도 6은 도 4의 방법에 대응하는 압축해제 장치를 예시한다.
도 7은 도 5의 방법에 대응하는 압축해제 장치를 예시한다.
도 8은 압축되지 않은 헤더를 갖는 패킷 및 압축된 헤더를 갖는 패킷의 예를 예시한다.
도 9는 압축해제가 성공인지를 판정하는데 있어서 체크섬을 이용하는 방법을 예시한다.
도 10은 도 9의 방법에 대응하는 압축해제기를 예시한다.

Claims (16)

  1. 현재의 패킷 헤더의 압축해제가 성공인지를 판정하는 단계;
    압축해제가 실패인 경우, 이전의 정확하게 압축해제된 패킷과 현재의 패킷의 도달 사이의 경과된 시간에 기초하여, 압축해제에 이용된 정보를 리페어링하고, 리페어링된 정보로 상기 현재의 패킷 헤더의 압축해제를 시도하는 단계;
    상기 현재의 패킷 헤더에서의 이용자 데이터그램 프로토콜 (UDP) 체크섬이 통과하는지를 판정하는 단계; 및
    상기 압축해제의 시도가 성공이고 상기 UDP 체크섬이 통과하는 경우에, 압축해제에 이용된 컨텍스트 정보를 업데이트하고, 상기 압축해제된 패킷을 폐기하지 않고 상위층으로 전달하는 단계를 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이전의 정확하게 압축해제된 패킷과 현재의 패킷의 도달 사이의 경과된 시간인 INTERVAL 을 계산하는 단계를 더 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 압축해제를 시도하는 단계는,
    INTERVAL 이 적어도 2^k 패킷 인터-도달 시간인 경우 (k는 현재의 패킷에서의 링크층 시퀀스 번호 비트의 개수), 기준 시퀀스 번호에 2^k 를 가산하고, 새로운 기준 시퀀스 번호를 이용하여 상기 현재의 패킷 헤더의 압축해제를 시도하는 단계를 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    헤더 압축해제가 실패인 경우에, 이전의 패킷의 제 1 링크층 시퀀스 번호와 현재의 패킷의 제 2 링크층 시퀀스 번호 사이의 차이를 판정하여, 헤더 압축해제에 이용된 정보를 리페어링하는 단계; 및
    상기 리페어링된 정보로 상기 현재의 패킷의 헤더를 압축해제하는 단계를 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    하나 이상의 패킷을 재순서화하기 위해 상기 리페어링된 정보를 이용하는 단계를 더 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    압축해제에 이용된 컨텍스트 정보를 업데이트하고 상기 현재의 패킷을 상위층으로 전달하는 단계를 더 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    무선 링크를 통해 상기 이전의 패킷 및 상기 현재의 패킷을 수신하는 단계를 더 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 헤더는 인터넷 프로토콜 (IP), 실시간 전송 프로토콜 (RTP), 이용자 데 이터그램 프로토콜 (UDP), 및 송신 제어 프로토콜 (TCP) 중 하나 이상에 관한 정보를 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 헤더 압축해제에 이용된 정보를 리페어링하는 단계는,
    상기 제 1 링크층 시퀀스 번호와 상기 제 2 링크층 시퀀스 번호 사이의 차이가 2^k (k는 현재의 패킷에서의 링크층 시퀀스 번호 비트의 개수) 이상인지를 판정하는 단계; 및
    상기 차이가 2^k 이상인 경우에, 리페어링된 정보를 제공하기 위해 상기 차이를 상기 제 1 링크층 시퀀스 번호에 가산하는 단계를 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    시퀀스 번호 랩어라운드가 발생하였는지를 판정하는 단계를 더 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 시퀀스 번호 랩어라운드가 발생하였는지를 판정하는 단계는,
    상기 차이가 2*(L+1) (L은 압축해제에 이용된 해석 간격의 절반의 길이) 이상인지를 판정하는 단계;
    상기 차이가 2*(L+1) 이상인 것으로 판정되는 경우에, 상기 차이가 2^(k+1) 이상인지를 판정하는 단계;
    상기 차이가 2^(k+1) 이상인 것으로 판정되는 경우에, 상기 현재의 패킷의 헤더를 복수의 해석 간격을 이용하여 복수 횟수 압축해제하는 단계; 및
    상기 헤더의 압축해제가 상기 해석 간격 중 하나의 간격에서만 성공적인 경우에, 상기 현재의 패킷을 상위층으로 통과시키는 단계를 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 해석 간격은 [L+1, 2*(L+1)-1], [2*(L+1), 3*(L+1)-2], ..., [k*(L+1), (k+1)*(L+1)-(k)] 을 포함하며, INTERVAL 은 k*(L+1) ≤ INTERVAL ≤ (k+1)*(L+1)-(k) 로서 정의되는, 헤더 압축해제 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 차이가 2^(k+1) 보다 작은 것으로 판정되는 경우에, 상기 헤더에서의 무선 전송 프로토콜 (RTP) 시퀀스 번호의 최하위 비트 (LSB) 및 링크층 시퀀스 번호에 의해 제공된 정보에 기초하여 상기 랩어라운드를 리페어링하는 단계를 더 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 차이가 2*(L+1) 보다 작은 것으로 판정되는 경우에, 상기 차이가 L 이하인지를 판정하는 단계; 및
    상기 차이가 L 이하인 경우에, 압축해제 컨텍스트 정보의 로컬 리페어를 수행하는 단계를 더 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 헤더에서의 무선 전송 프로토콜 (RTP) 시퀀스 번호의 최하위 비트 (LSB) 가 [INTERVAL/2, L] 의 범위에 있는지를 판정하는 단계;
    상기 헤더에서의 무선 전송 프로토콜 (RTP) 시퀀스 번호의 최하위 비트 (LSB) 가 [INTERVAL/2, L] 의 범위에 있는 경우에, 압축해제 컨텍스트 정보의 로컬 리페어를 수행하는 단계; 및
    상기 헤더에서의 무선 전송 프로토콜 (RTP) 시퀀스 번호의 최하위 비트 (LSB) 가 [INTERVAL/2, L] 의 범위에 있지 않은 경우에, 상기 헤더에서의 무선 전송 프로토콜 (RTP) 시퀀스 번호의 최하위 비트 (LSB) 및 링크층 시퀀스 번호에 의해 제공된 정보에 기초하여 랩어라운드를 리페어링하는 단계를 더 포함하는, 헤더 압축해제 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 헤더 압축해제 방법을 수행하도록 구성된 압축해제기를 포함하는 헤더 압축해제 장치.
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