KR20040002566A

KR20040002566A - 텍스트 메시지 압축 방법 및 메시지 압축 방법

Info

Publication number: KR20040002566A
Application number: KR1020030038646A
Authority: KR
Inventors: 츄아무이츄; 지팅팡; 라하서브하시스
Original assignee: 루센트 테크놀러지스 인크
Priority date: 2002-06-17
Filing date: 2003-06-16
Publication date: 2004-01-07
Also published as: JP2004096717A; DE60304938D1; US7143191B2; DE60304938T2; EP1376878B1; EP1376878A1; US20030233478A1

Abstract

본 발명은 송신을 위해 메시지를 압축 및 압축해제하는 방법, 장치, 시스템 및 컴퓨터 소프트웨어를 개시한다. 송신을 위해 텍스트 메시지를 압축하는 방법은 텍스트 스트링(strings)을 파싱(parsing)하고, 숫자 값을 이진 표현으로 인코딩하며, 텍스트 스트링의 값을 분석하고, 값으로부터의 부분적 스트링으로 세션 특정 코드북(session specific codebook)을 파퓰레이팅(populating)하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 송신을 위해 메시지를 압축하는 방법은 템플레이트(template)로 메시지를 파싱하여, 송신될 적어도 하나의 서브스트링을 생성하고, 세션 특정 코드북내의 엔트리로 적어도 하나의 서브스트링을 파싱하여, 압축된 메시지의 제 1 부분을 생성하고, 미지의 필드 값에 대한 엔트리로 세션 특정 코드북을 파퓰레이팅하고, 제 1 정적 사전(static dictionary)으로부터의 엔트리로 소정의 비매칭된 서브스트링을 파싱하여, 압축된 메시지의 제 2 부분을 생성하고, 제 2 정적 사전으로부터의 엔트리로 소정의 여전히 비매칭된 서브스트링을 파싱하여, 압축된 메시지의 제 3 부분을 생성하고, 압축 알고리즘으로 서브스트링의 나머지를 압축하고, 압축된 메시지의 제 1 부분, 제 2 부분 및 제 3 부분을 조합하여 송신을 위한 압축된 메시지를 획득하는 것을 포함할 수 있다.

Description

텍스트 메시지 압축 방법 및 메시지 압축 방법{PROTOCOL MESSAGE COMPRESSION IN A WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEM}

본 출원은 본 명세서에서 그 전체 내용을 참조로 인용하고 있는, Chuah 등에 의해, "Binary Protcol For Session Initiation in a Wireless Communications System"이란 명칭으로 동시 출원된 출원에 관한 것이다.

본 발명은 통신에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 무선 통신 시스템을 위한 프로토콜 메시지 압축에 관한 것이다.

두 가지의 통신 기법, 즉 셀룰라 전화(cellualr telephony) 및 인터넷이 일반 대중에 의해 일반적으로 이용되고 있다. 셀룰라 전화는 사용자에게 이동성의 자유, 즉 위치에 관계없이 합리적인 서비스 품질로 도달될 가능성을 제공한다. 그러나, 셀룰라 전화에 의해 제공되는 주된 서비스는 음성(speech)이다. 모든 종류의 이용(음성, 데이터, 비디오, 오디오 등)에 대한 융통성이 인터넷의 능력이지만, 고정된 접속 및 비교적 큰 단말에 초점을 맞추어 왔으며, (인터넷 전화와 같은) 몇몇 서비스의 품질은 전반적으로 불량하였다. 기술이 진보함에 따라, 인터넷과 셀룰라 기술이 결합되고 있다. 미래의 셀룰라 "전화"는 IP 스택(인터넷 프로토콜)을 포함하고, 웹 브라우징(web-browsing), 이메일(e-mail) 등 이외에도 IP를 통해 음성을 지원할 것이다. 본질적으로, 인터넷은 모바일로 진행되거나, 또는 셀룰라 시스템은 관점에 따라서는 전화보다 훨씬 많아지고 있다.

도 1은 무선 액세스 네트워크(radio access network; RAN)(12) 및 코어 네트워크(core network; CN)(14)로 분할될 수 있는 종래의 네트워크(10)를 도시한다. RAN(12)은 무선 유닛(18a-b)과 네트워크(10) 사이에 무선 인터페이스(16a-b)를 지원하는데 사용되는 장비를 포함한다. RAN(12)은 링크(Iub 링크)(21a-c)를 통해 무선 네트워크 또는 기지국 제어기(RNC)(22a-b)에 접속된 노드 b 또는 기지국(20a-c)을 포함한다. 기지국과 RNC 사이의 인터페이스는 Iub 인터페이스 또는 링크라고 지칭되고, 2 개의 RNC 사이의 인터페이스는 Iur 인터페이스라고 지칭된다. 현재, Iub 및 Iur 인터페이스는 모두 ATM(asynchronous transfer mode)을 기반으로 하며, 노드 b와 RNC 사이에는 ATM 스위치가 허용된다.

코어 네트워크(14)는 패킷 기반 통신 뿐만 아니라, 회로 기반 통신을 지원하는 네트워크 구성 요소를 포함한다. 무선 유닛(18b)과 PSTN(public switched telephone network)(24) 또는 다른 무선 유닛 사이의 회로 기반 통신을 처리하기 위한 회로 채널을 형성시에, 기지국(20b)은 무선 인터페이스 또는 링크(16b)를 통해, 코딩된 정보(회로 음성 또는 회로 스위칭된 데이터)를, (업링크에서) 수신하고 (다운링크에서) 송신한다. RNC(22b)는 프레임 선택, 암호화, 액세스 네트워크 이동성의 처리에 대한 책임이 있다. RNC(22b)는 ATM/IP 네트워크와 같은 네트워크를 통해 회로 음성 및 회로 스위칭된 데이터를 3G-MSC(mobile switching center)(30)에 전송한다. 3G-MSC(30)는 MSC 레벨상에서의 매크로모빌리티(macromobility) 및 호출 처리에 대한 책임이 있다. 3G-MSC(30)는 무선 유닛(18b)과 PSTN(24) 사이에 접속을 형성한다.

"올-IP(all-IP)" 및 "IP 올 더 웨이(IP all the way)"라는 용어는 본 기술 분야에서 일반적으로 사용되는 용어이다. 이들 용어는 둘다, 경로가 셀룰라 링크를 포함하는 경우에도, IP가 종단 대 종단(end to end)으로 사용되고, 또한 IP가 무선 호프(hop)(들)을 통해 실행되는 경우와 관련된다. 이것은 사용자 데이터(예를 들면, 음성 또는 스트리밍(streaming))와 제어 시그널링 데이터 둘다와, SIP(session initiation protocol) 또는 RTSP(real time streaming protocol)의, 모든 타입의 트래픽에 대해 수행된다. 이것의 이점은 연속적인 이동성에 의해 제공된 자유와 조합된 IP에 의해 도입된 서비스 융통성이다. 다운사이드(downside)는, 예를 들면, 커다란 헤더 및 텍스트 기반 시그널링 프로토콜로 인한, IP 프로토콜 수트(protocol suite)가 전형적으로 도입하는 비교적 큰 오버헤드이다.

셀룰라 시스템에서, 불충분한 무선 자원이 효율적인 방법으로 이용되어야 한다. 호출당 충분한 수의 사용자를 지원할 수 있어야 하며, 그렇지 않은 경우 커다란 비용이 소모될 것이다. 주파수 스펙트럼 및 그에 따른 대역폭은 셀룰라 링크에서는 비용이 많이 소모되는 자원이며, 주의 깊게 사용되어야 한다.

ROHC(RObust Header Compression) 작업 그룹(working group)은 RTP(realtime protocol), UDP(user datagram protocol), IP 패킷의 헤더 부분에 대한 대역폭 요건을 감소시키는 문제를 성공적으로 해결하였다. 이러한 장애물이 제거된 상태에서, 이동 인터넷 성능 향상의 새로운 가능성이 발생된다. 이들 중 하나는 응용 시그널링 프로토콜과 관련된다. 전형적으로, SIP, RTSP 및 SDP(session description protocol)와 같은 프로토콜을 이용하여 이동 인터넷에서의 응용을 설정 및 제어한다. 그러나, 프로토콜 메시지는 크기가 크기 때문에, 그들의 요구/응답 속성으로 인한 지연이 발생된다. 이들 메시지의 압축은 스펙트럼 효율성을 증가시키고, 송신 지연을 감소시킬 것이다.

SIP는 다중매체 세션 또는 호출을 형성, 수정 및 종료하기 위한 응용층 프로토콜(application layer protocol)이다. 이들 세션은 인터넷 다중매체 회의, 인터넷 전화 및 유사한 응용을 포함한다. SIP는 TCP(Transmission Control Protocol) 또는 UDP 상에서 이용될 수 있다. SIP는 UTF-8 인코딩에서 ISO 10646을 이용하는 텍스트 기반 프로토콜이다.

SDP는 다중매체 회의를 광고하고, 회의 어드레스 및 회의 툴-상세 정보(conference tool-specific information)를 통신하는데 이용될 수 있다. 또한, SDP는 일반적인 실시간 다중매체 세션 기술(general real-time multimedia session description) 목적을 위해 이용될 수 있다. SDP는 SIP 및 RTSP 메시지의 메시지 본체내에서 운반된다. SDP는 UTF-8 인코딩에서 ISO 10646 문자 세트를 이용하는 텍스트 기반이다.

RTSP는 오디오 및 비디오와 같은 실시간 속성을 갖는 데이터의 전달을 제어하는 응용 레벨 프로토콜이다. RTSP는 전송 프로토콜(transport protocol)로서 UDP 또는 TCP (또는 다른 프로토콜)을 이용할 수 있다. RTSP는 UTF-8 인코딩에서 ISO 10646 문자 세트를 이용하는 텍스트 기반이다.

상기 프로토콜들은 많은 유사점을 갖는다. 이들 유사점은 셀룰라 무선 액세스(cellular radio access)와 관련하여 발생되는 문제점의 해결책에 대한 암시를 갖는다. 그러한 유사점에는 다음과 같은 것이 포함된다.

- 요청 및 응답 특성. 송신자가 요청을 송신하는 경우, 그것은 응답을 수신할 때까지 아이들(idle)로 남아 있으며, 따라서, SIP, SDP 또는 RTSP 세션을 종결하는 데에는 많은 라운드 트립(round trip) 시간이 소요된다.

- 그들은 ASCII 기반이다. 따라서, 값 230을 나타내기 위해 3*8=24 비트가 이용된다. 동일한 값의 이진 표현은, 비교해 볼 때, 단지 8 비트만을 필요로 한다.

- 그들은 세션 참가자에게 필요한 정보를 제공하기 위해서 크기가 크다.

SIP 및 RTSP는 많은 공통 헤더 필드명, 방법 및 상태 코드를 공유한다. 또한, 그들의 트래픽 패턴은 유사하다. 설정 단계 동안 시그널링이 기본적으로 수행된다. SIP의 경우, 이것은 시그널링의 대부분이 전화 호출 또는 다중매체 세션을 설정하기 위해 수행됨을 의미한다. RTSP의 경우, 시그널링의 대부분은 응용 데이터의 송신 이전에 수행된다.

시그널링 프로토콜 메시지에 의해 발생된 문제점의 해결에 대한 요구는, 협대역 셀룰라 채널을 통한 전형적인 SIP/SDP 호출 설정 시퀀스를 주목하고, 간단한시스템 성능예로부터의 결과를 연구함으로써 명확해진다. 이들 결과는 단일 프로토콜 메시지의 크기를 감소시킴으로써, 시스템 성능에 대한 이득이 있게 됨을 나타낸다.

도 2는 무선 링크에 의한 2 종단점 사이의 SIP 시그널링의 예 및 소정의 시스템 가정하에서의 결과적인 지연을 도시한다.

단방향 지연(one way delay)은 다음의 수학식에 따라 계산된다.

여기서, RTT는 라운드 트립 시간이다.

이하의 값들이 이용되었다.

RTT/2:70 msec

LinkSpeed9.6 kbps

수학식 1의 지연 공식은 음성 서비스를 위한 WCDMA(wideband code division multiple access) 무선 액세스 방법의 근사값을 기초로 한다. 예를 들어, 에러로 인해 발생할 수 있는 재송신에 인한 지연은 무시된다.

도 2의 예에서 도시된 각각의 SIP/SDP 메시지에 수학식 1을 적용하면, 제 1 SIP/SDP 메시지로부터 마지막 메시지까지 총 4130 msec의 지연이 제공된다. 도 2에 도시된 RSVP 및 세션 관리(Session Management)(무선 베어러 설정(Radio Bearer setup))는 수학식 1을 이용하여 총 지연에 대략 1.5 초의 시간을 추가할 것이다. 그러나, 무선 베어러를 설정하기 위해 SIP INVITE 메시지 이전에 RSVP 및 SM 시그널링이 또한 있을 수 있으며, 이것은 또한 대략 1.5 초를 더 추가할 것이다.

TSG(Technical Specification Group)은 SIP를 이용하는 GSM(Global System for Mobiles) Edge(Enhanced Data Rates for Global Evolution) Radio Access Network(GERAN) 호출 설정과 통상의 GSM 호출 설정간의 비교를 수행하였다. 전형적인 GSM 호출 설정의 경우, 시간은 약 3.6 초이고, SIP를 이용하는 경우, 호출 설정은 대략 7.9 초이다.

SIP를 이용한 호출 설정을 감소시키는 제 1 해결책은 동적 사전(dynamic dictionary) 및 LZSS(Lempel-Ziv-Storer-Szymanski) 압축 알고리즘을 이용하는 것이다. 동적 사전은 콘택스트(context)에 속하는 패킷이 도달되는 한 유지된다. 패킷 흐름이 여전히 액티브인지의 여부에 대한 결정은 타이머를 이용하거나, 또는 프로토콜의 의미로부터 수행될 수 있다. 이러한 해결책은 모든 압축된 메시지에 대해 2 바이트의 오버헤드를 발생시킨다.

이러한 제 1 해결책에서, 압축은 다음과 같은 단계를 포함한다.

1. 사전에 메시지를 첨부 및 LZSS를 이용하여 확장 파일을 압축.

2. 메시지에 대응하는 부분으로부터 사전에 대응하는 압축된 파일 부분을 분리. 이것은, LZSS가 좌측으로부터 우측으로 처리하고, 이미 압축된 부분은 압축이 진행됨에 따라 변화되지 않기 때문에 가능하다. 즉, 사전 그 자체를 압축하거나, 그것에 첨부된 메시지와 함께 압축하는 것은 (압축된 메시지와는 별개인) 동일한 출력을 생성할 것이다.

이러한 제 1 해결책에서, 압축해제는 다음과 같은 단계를 포함한다.

1. 압축된 메시지를 압축된 사전에 첨부 및 확장 파일을 압축해제.

2. 사전으로부터 메시지를 분리. 이것은, 사전의 경계가 알려져 있고, 메시지가 사전에 첨부되기 때문에 가능하다.

이러한 제 1 해결책의 성능은 다음과 같다. 제 1 메시지 압축비는 1.5이고, 후속하는 메시지 압축비는 압축기 및 압축해제기의 동작 모드에 따라 3.1 내지 8.3의 범위에 속한다. 제한된 콘택트 모드에서, 압축해제기는 압축기로부터의 메시지를 승인하여, 압축기로 하여금, 압축해제기가 압축기와 동일한 사전을 갖고 있음을 확신하도록 할 수 있다. 완전 콘택트 모드에서, 압축기 및 압축해제기는 하나의 실체이며, 사전을 공유하므로, 송신 및 수신된 메시지 모두가 압축 처리를 위해 이용될 수 있다.

제 2 해결책은 압축 알고리즘으로서 LZJH(Lempel-Ziv-Jeff-Heath)를 이용한다. 이러한 제 2 해결책은 프리로딩된(preloaded) 사전 및 다중 패킷 모드를 이용하는데, 사전은 이전의 메시지를 이용하고, 그 다음 LZJH 압축 알고리즘을 이용하여 갱신된다. 이러한 제 2 해결책은 제 1 메시지를 2.8의 비율만큼 감소시킬 수 있다.

요약하면, SIP 메시지가 렘펠-지브 타입 알고리즘(Lempel-Ziv-type algorithm)을 이용하여 개별적으로 압축되는 경우, 압축비는 약 1.5이다. 프리로딩된 정적 사전을 가지고, 대부분의 종래의 압축 알고리즘은 SIP 메시지에 대해 3 미만의 압축비를 제공한다. 제 1 INVITE 메시지에 의해 코드북이 파퓰레이팅될 때, 렘펠-지브 타입 알고리즘은 압축비를 5에 가깝게 향상시킨다.

따라서, 시스템 대역폭 요건 및 서비스 설정 지연 둘다를 고려할 때, 시그널링 지연 및 요구되는 대역폭을 더 감소시키는 보다 우수한 해결책이 필요하다.

본 발명은 다중 패킷 압축 알고리즘을 이용하여 메시지를 압축함으로써, 호출 설정 시간을 단축하는 메시지 압축에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 무선 통신 시스템에서 프로토콜 메시지 압축을 수행하기 위한 방법, 장치, 시스템 및 소프트웨어에 관한 것이다. 본 발명은 이진 코딩, 템플레이트, 세션 특정 코드북 및/또는 종래의 렘펠-지브 기반 알고리즘을 조합하는 압축 알고리즘을 이용한다. 또한, 본 발명은 메시지 ID와, 서비스 제공자 어드레스, 호출자 사용자 ID, 호출자 사용자명, 피호출자(callee) 사용자 ID, 피호출자 사용자명과 같은 몇몇 필드의 이진 코딩을 이용하며, 도메인명을 위해 IPv4 포맷을 이용한다. 또한, 본 발명은 몇몇 필드에 대한 숫자 값의 이진 코딩이 가능하다. 또한, 본 발명은 세션 특정 코드북, 수정된 인덱싱 메카니즘, 코드북 관리 및 세션 히스토리를 제공한다. 더욱이, 본 발명은 선택사양적 필드를 갖는 유연한 템플레이트 뿐만 아니라, 고정 및 가변 길이 서브필드를 갖는 유연한 템플레이트를 제공한다. 더욱이, 본 발명은 범용 무손실(general purpose lossless) 텍스트 압축을제공한다. 예시적인 실시예에서, 본 발명은 SIP 서버/매체 복제기에서 세션 특정 코드북 및 선택사양적 사전을 이용함으로써, 보다 우수한 압축을 달성한다. 또한, 수치 필드의 이진 코딩은 IP 어드레스, 호출자 ID, 세션 ID 등의 크기 감소에 도움을 준다. 또한, 본 발명은 유연한 템플레이트 구조를 포함하고, 선택된 템플레이트 필드에 대해 고정 길이를 이용할 수 있도록 하며, 길이 지시기 또는 경계 기호(delimiter)로 가변 길이 필드를 인코딩한다. 또한, 본 발명은 선택사양적 필드가 템플레이트내에 삽입될 수 있도록 하여, 메모리내에 저장될 필요가 있는 템플레이트의 전체 수를 감소시킨다.

예시적인 일실시예에서, 본 발명은 텍스트 스트링 파싱하고, 숫자 값을 이진 표현으로 인코딩하고, 텍스트 스트링의 값을 분석하고, 값으로부터의 부분적인 스트링으로 세션 특정 코드북을 파퓰레이팅하는 것을 포함하는, 송신을 위해 텍스트 메시지를 압축하는 방법에 관한 것이다. 예시적인 다른 실시예에서, 본 발명은 템플레이트로 메시지를 파싱하여 송신될 적어도 하나의 서브스트링을 생성하고, 세션 특정 코드북내의 엔트리로 적어도 하나의 서브스트링을 파싱하여 압축 메시지의 제 1 부분을 생성하고, 미지의 필드 값에 대한 엔트리로 세션 특정 코드북을 파퓰레이팅하고, 제 1 정적 사전으로부터의 엔트리로 소정의 비매칭된 서브스트링을 파싱하여 압축 메시지의 제 2 부분을 생성하고, 제 2 정적 사전으로부터의 엔트리로 소정의 여전히 비매칭된 서브스트링을 파싱하여 압축 메시지의 제 3 부분을 생성하고, 압축 알고리즘으로 서브스트링의 나머지를 압축하고, 압축 메시지의 제 1 부분, 제 2 부분 및 제 3 부분을 조합하여 송신을 위한 압축 메시지를 획득하는 것을포함하는, 송신을 위해 메시지를 압축하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 종래의 네트워크 아키텍쳐의 일반적인 블록도,

도 2는 9600 bps의 링크 속도 및 140 msec의 RTT를 가정한 경우의 SIP 시그널링 지연을 도시하는 도면,

도 3은 본 발명의 예시적인 일실시예에서, 압축을 수행하는 예시적인 아키텍쳐를 도시하는 도면,

도 4는 본 발명의 예시적인 일실시예에서의 예시적인 메시지 압축 구조를 도시하는 도면,

도 5는 본 발명의 예시적인 일실시예에서의 템플레이트 기반 코딩을 도시하는 도면,

도 6은 본 발명의 예시적인 일실시예에서, 사용자 B 호출을 완성하는 사용자 A의 예를 도시하는 도면,

도 7은 본 발명의 예시적인 일실시예에서 달성된 압축 결과를 도시하는 도면.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10, 12 : 엔티티14 : 물리 채널

16 : 물리층18 : IP 층

20 : UDP/TCP 층22 : 압축/압축해제층

24 : SIP 층

본 발명의 다른 양상 및 이점은 도면을 참조한 이하의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 3은 본 발명의 SIP 메시지 압축/압축해제가 수행될 수 있는 환경을 도시한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 2 개의 엔티티(10, 12)는 물리 채널(14)에 의해 분리되어 있다. 각 엔티티(10, 12)는 물리층(16)과, IP 층(18)과, UDP/TCP 층(20)과, 본 발명의 압축/압축해제층(22)과, SIP 층(24)을 포함한다.

도 4는 본 발명의 일례에서의 메시지 압축 구조를 도시한다. 압축/압축해제층(22)내에서, 엔티티(10, 12)는 원(original) 메시지(106), 압축된 메시지(108) 및 압축해제된 메시지(110)가 통과하게 되는 압축기(100), 코드북(102), 압축해제기(104)를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 압축 메카니즘은 SIP 응용(24)과 UDP 및/또는 TCP(20) 사이의 층(22)으로서 기능한다. 압축의 목적은 물리 채널(14)을 통한 전체 데이터량을 감소시켜, 지연을 감소시키는 것이다.

압축 알고리즘은 원 메시지의 선험적(priori) 정보와 함께 잘 동작된다. 세션내의 SIP 메시지는 사용자 어드레스 및 포트 수와 같은 공통 정보를 공유한다.

SIP 메시지는 쉽게 압축될 수 있는, 반복되는 많은 헤더를 갖는다. 압축 알고리즘은 프리로딩된 사전, 동적 사전 또는 템플레이트와 함께 동작될 수 있다.SIP에 대한 예시적인 동적 사전은 다음과 같다.

예시적인 정적 사전에서,

필요한 공간은 <sp>로 표시되고,

필요한 캐리지 리턴(carriage returns)은 <cr>로 표시되고,

필요한 라인 피드(line feeds)는 <lf>로 표시되고,

모든 다른 가능한 공간, 캐리지 리턴, 라인 피드 등은 예시적인 정적 사전이 이용되는 경우 무시되어야 한다.

<정적 사전의 시작>

<정적 사전의 끝>

템플레이트는 정렬된 스트링의 표이다. 사전과 비교하여, 고정된 헤더 정보는 송신될 필요가 없으며, 따라서 메시지의 크기가 더 감소된다. 각 타입의 메시지에 대해, 디폴트 템플레이트가 정의될 수 있다. 이하의 내용은 템플레이트기반 코딩의 예이다.

도 5는 템플레이트 기반 인코딩의 예를 도시한다. 템플레이트는 템플레이트 ID(TID)와, 4 개의 정적 필드(ss0, ss2, ss4, ss6)와, 3 개의 블랭크(blank) 필드(b1, b3, b5)를 갖는다. 모든 블랭크 필드는 가변 길이를 갖는 것으로 가정된다. 간략성을 위해, 채우는(filling) 서브스트링(ss1, ss3, ss5)은 <길이, 값>의 형태로 인코딩된다. 또한 간략성을 위해, 값은 원(original) 서브스트링의 비압축된 형태인 것으로 가정된다.

사전 기반 압축과 비교할 때, 템플레이트 기반 압축은, 정적 부분의 위치 및 길이 정보가 템플레이트내에 이미 저장되어 있어, 전송될 필요가 없기 때문에, 보다 높은 압축 효율성을 달성할 수 있다.

템플레이트는 각 타입의 메시지에 대해 정의될 수 있다. 템플레이트의 수가 증가되는 경우, 템플레이트와 관련된 메모리가 관심사일 수 있다. 이와 달리, 추가적인 필드가 템플레이트내로 삽입될 수 있다. 각 헤더에 헤더 ID(HID)가 할당될 수 있다. 그 다음, 추가적인 필드가 압축 스트링내에, 원하는 위치에 <HID|Lx|ssx>로서 삽입될 수 있다.

이전의 연구에서 나타난 바와 같이, 제 1 INVITE 메시지의 압축비는 템플레이트 기반 방안의 경우 중요하지 않다. SIP/SDP의 내용에 관한 지식이 있기 때문에, 렘펠-지브 타입 압축 알고리즘과 같은 일반적인 압축 알고리즘에 비해 압축 성능을 향상시킬 수 있다.

몇몇 선택된 SIP 필드 값에 대해 선택사양적 정적 사전이 이용될 수 있다.이러한 사전은 전형적인 인터넷 세션의 <네트워크 타입><어드레스 타입>에 대한 "IN IP4"와 같은 전형적인 SDP 값을 포함할 수 있다. 대부분의 UID(사용자 식별)는 4 바이트로 표현될 수 있다. 전형적으로, 서비스 제공자는 2억 5천 6백만 가입자 미만의 가입자를 가지므로, 4 MSB(most significant bits)를 이용하여 서비스 제공자 식별자를 나타내고, 나머지 비트를 이용하여 사용자명을 나타낼 수 있다. 소정의 필드에서 숫자 값이 예상될 때, 2진 표현이 이용될 수 있다.

본 발명의 예시적인 일실시예에서의 압축 방법은 다음과 같이 요약될 수 있다.

1) 매칭 템플레이트로 메시지를 파싱하여, 송신될 필요가 있는 서브스트링을 생성.

2) 세션 특정 코드북(비어 있는 상태로 초기화됨)으로 서브스트링을 파싱하여, 압축 메시지 부분을 생성.

3) 미지의 필드 값으로 세션 특정 코드북을 파퓰레이팅.

4) 정적 사전으로 비매칭된 서브스트링을 파싱하여, 압축 메시지 부분을 생성.

5) 선택사양적 정적 사전으로 비매칭된 서브스트링을 파싱하여, 압축 메시지 부분을 출력.

6) LZSS로 서브스트링의 나머지 부분을 압축.

7) 단계 2), 4) - 6)의 출력을 최종 압축 메시지로서 조합.

템플레이트내의 몇몇 서브스트링은 압축후에 디폴트 길이로 할당될 수 있으며, 그것은 각 필드에 대해 1 바이트를 감소시킬 것이다. 사전정의된 에스케이프 문자(escape character)를 이용하여 길이 변화를 플래깅(flagging)할 수 있다.

전술한 예시적인 압축 알고리즘은 아래의 몇 가지 예에 적용되며, 여기서는 도 6에 도시된 바와 같이, 성공적인 단순한 SIP 대 SIP 호출이 형성된다.

예 1 - 메시지 세부 사항

단계 1을 적용하면, 매칭 템플레이트로 메시지가 파싱되어, 송신될 필요가있는 서브스트링이 생성된다. 예 1에서, 단계 1의 결과는 다음과 같다.

코맨트를 제거하면, 결과적인 서브스트링은 다음과 같다.

단계 2를 적용하면, 세션 특정 코드북(비어 있는 상태로 초기화됨)으로 서브스트링이 파싱되어, 압축 메시지 부분이 생성된다. 세션 특정 코드북은 비어 있는 상태이므로, 출력이 생성되지 않는다.

단계 3을 적용하면, 미지의 필드 값으로 세션 특정 코드북이 파퓰레이팅된다. 결과적인 세션 특정 코드북은 후속 메시지의 압축을 위해 이용될 것이다.예 1에서, 결과적인 세션 특정 코드북은 표 1에 도시된 바와 같다.

표 1에서, 각 헤더는 1개의 엔트리를 갖는 것으로 제한되지 않음을 알아야 한다. 더욱이, 모든 미지의 필드가 코드북을 파퓰레이팅하는데 이용되는 것은 아닌데, 그 이유는 SDP에서의 공표 넘버(announcement number)와 같은 몇몇은 반복되지 않기 때문이다. 그 다음, 세션 특정 코드북을 이용하여 동일 세션의 후속 메시지를 압축/압축해제할 수 있다. 코드북 관리는 도움이 될 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 엔트리와의 매칭이 발견될 때, 세션 프로파일에서의 헤더를 나타내는데 1 바이트가 이용되며, 어느 엔트리가 헤더에 대해 매칭되는지를 지정하는데 다른 바이트가 이용된다.

단계 4를 적용하면, 위에서 도시된 바와 같은 표준 정적 사전으로 비매칭 서브스트링이 파싱되어, 압축 메시지 부분이 생성된다. 예 1에서, 모든 헤더 및 많은 상수값이 템플레이트에 포함되므로, 표준 정적 사전을 통해 파싱하는 것에 의해 추가적인 출력이 생성되지 않는다.

단계 5를 적용하면, 정적 사전으로 비매칭 서브스트링이 파싱되어, 압축 메시지 부분이 출력된다.

예 1에서, 단계 5의 결과는 37 또는 32 바이트이다.

모든 도메인명이 모든 SIP 엔티티에서의 선택사양적 정적 사전에 저장될 수 있음을 알아야 한다. 예 1에서, 각 도메인명에 대해 1 바이트가 할당된다. 동시에, 장치가 초기화될 때, 송신하는 SIP 엔티티에 4 바이트의 사용자 어드레스가할당될 수 있다.

단계 6을 적용하면, LZSS와 같은 예시적인 압축 알고리즘으로 서브스트링의 나머지 부분이 압축된다.

TID는 1 바이트로 표현될 수 있다. 사용자 ID(사용자 어드레스에서의 '@' 앞의 스트링)은 5 바이트의 길이를 가지며, 사용자명(LittleGuy)은 10 바이트의 길이를 갖는다. 예 1에서, LZSS 압축후에 많아야 16 바이트가 생성될 것이다.

단계 7을 적용하면, 단계 2, 4-6의 출력은 최종 압축 메시지로서 조합된다. 이것은 37 또는 32 바이트 + LZSS 압축후에 생성된 16으로 된다.

37 + 16 = 53 바이트,

또는, 32 + 16 = 48 바이트이며,

압축비는 423/53 = 8.0; 423/48 = 8.8로 된다.

이하의 예에서는 후속 메시지에 대한 단계를 기술한다.

예 2 - 메시지 세부 사항

예 1로부터의 메시지 F1을 디코딩한 후에, 사용자 B는 INVITE 메시지의 내용으로 코드북을 파퓰레이팅한다.

단계 1을 예 2에 적용하면, 다음과 같은 서브스트링이 생성된다.

단계 2를 예 2에 적용하면, 표 3에 도시된 바와 같이, 세션 특정 코드북으로 서브스트링이 파싱된다.

8 바이트의 소계가 얻어진다.

알고리즘이 완전 콘택트 모드에 있다고 가정하면(여기서, 사용자 A가 압축된 INVITE 메시지를 송신한 후, 압축기 및 압축해제기는 코드북(102)을 공유함), 사용자 A에서의 압축해제기(104)는 또한 세션 특정 코드북을 액세스할 수 있다. INVITE 메시지가 사용자 B에 의해 수신될 때, 사용자 B는 사용자 A에서와 동일할 세션 특정 코드북을 파풀레이팅한다. 그러므로, 메시지(100 trying)가 압축 및 압축해제될 때, 세션 특정 코드북이 이용될 수 있다.

단계 3을 적용하면, 세션 특정 코드북이 파퓰레이팅된다. 이 예에서는, 새로운 스트링이 없다.

단계 4를 적용하면, 표준 정적 사전은 비매칭을 나타내게 되어, 제 2의 소계가 0 바이트가 되도록 한다.

단계 5를 적용하면, 선택사양적 정적 사전이 파싱되어, 표 4를 생성하게 되며, 제 3의 소계가 3 바이트가 되도록 한다.

단계 6을 적용하면, LZSS 또는 다른 예시적인 압축 알고리즘으로 서브스트링의 나머지 부분이 압축된다.

TID는 1 바이트의 템플레이트 인덱스이며, 제 4의 소계가 1 바이트가 되도록 한다.

단계 7을 적용하면, 출력이 조합되어,

8 + 0 + 3 + 1 = 12 바이트를 생성하며,

압축비는 187/12 = 15.6으로 된다.

예 3 - 메시지 세부 사항

상기와 동일한 절차를 예 2에 대해 적용하면, 결과적인 메시지는 12 바이트로 되며, 압축비는 187/12 = 15.6으로 된다.

예 4 - 메시지 세부 사항

단계 1을 예 4에 적용하면, 다음과 같은 서브스트링이 생성된다.

단계 2를 예 4에 적용하면, 표 5에 도시된 바와 같이 세션 특정 코드북으로 서브스트링이 파싱되어, 제 1의 소계 16 바이트가 된다.

단계 3을 예 4에 적용하면, 표 6에 도시된 바와 같이 세션 특정 코드북이 파퓰레이팅된다.

단계 4를 예 4에 적용하면, 정적 사전에서 비매칭이 발견되며, 제 2의 소계 0 바이트가 된다.

단계 5를 예 4에 적용하면, 이하의 표 7에 도시된 바와 같이 몇 개의 매칭이 나타나게 되며, 제 3의 소계 14 바이트가 된다.

단계 6을 예 4에 적용하면, LZSS로 서브스트링의 나머지 부분, 즉 TID에 대한 1 바이트 템플레이트 인덱스가 압축되어, 다른 1 바이트의 소계를 생성한다.

예 4에 대한 출력을 조합하면 다음과 같다.

16 + 14 + 1 = 31 바이트이며, 압축비는 403/31 = 13이다.

예 5 - 메시지 세부 사항

상기와 동일한 절차를 예 2에 대해 적용하면, 결과적인 메시지는 12 바이트가 되며, 압축비는 197/12 = 16.4이다.

예 6 - 메시지 세부 사항

단계 1을 예 6에 적용하면, 다음과 같은 서브스트링이 생성된다.

단계 2를 예 6에 적용하면, 표 8에 도시된 바와 같이, 세션 특정 코드북으로 서브스트링이 파싱되며, 제 1의 소계 10 바이트가 된다.

단계 3을 예 6에 적용하면, 표 9에 도시된 바와 같이 세션 특정 코드북이 파퓰레이팅된다.

단계 4를 예 6에 적용하면, 표준 정적 사전은 비매칭을 나타내며, 제 2의 소계 0 바이트가 된다.

단계 5를 예 6에 적용하면, 선택사양적 정적 사전이 파싱되어, 표 10을 생성하며, 제 3의 소계 4 바이트가 된다.

단계 6을 예 6에 적용하면, LZSS로 서브스트링의 나머지 부분, 즉 TID에 대한 1 바이트 템플레이트 인덱스가 압축되어, 다른 1 바이트의 소계를 생성한다.

예 6에 대한 출력을 조합하면 10 + 4 + 1 = 15 바이트가 제공되며, 압축비는 197/15 = 13.1이다.

예 7 - 메시지 세부 사항

상기와 동일한 절차를 예 2에 대해 적용하면, 결과적인 메시지는 12 바이트가 되며, 압축비는 181/12 = 15.1이다.

도 7은 본 발명의 방법에 의해, 다른 메시지에 대해 달성된 압축비를 도시한다.

요약하면, 세션 특정 코드북을 이용하는 이전의 연구에서, 코드북은 메시지내의 필드로 파퓰레이팅되고, "From" 필드로 인덱싱된다. 본 발명의 예시적인 실시예에서, 전체 필드 및 키워드가 추출되는 것 이외에도, 필드 값이 분석된다. 결과적으로, 본 발명의 코드북은 메모리를 적절하게 증가시키는 것만으로 보다 많은 매칭을 발생시킨다.

또한, 이전의 연구, 즉 사용자 어드레스를 참조하는 직접적인 표는 회피되어 왔는데, 그 이유는 커다란 메모리 요건 및 긴 탐색 시간이 요구되기 때문이다. 더욱이, 모든 SIP 엔티티에서의 선택사양적 정적 사전내에 도메인명 참조표(lookup table)가 저장된다. 푸쉬 앤 토크(push-and-talk) 서비스를 제공하는 서비스 제공자의 수는 매우 제한적이므로, 각 도메인명에 대해 1 바이트가 할당될 수 있다.

푸쉬 앤 토크 서비스에서, SIP 서버/프락시 서버/재인도 서버(server/Proxy server/redirect server)는 네트워크측에 위치되며, 그것은 완전한 사용자 어드레스 탐색을 수행하기에 충분히 효과적인 것으로 추정된다. 따라서, 각 사용자 어드레스에 대해 4 바이트 이진 ID가 할당된다. 또한, 이러한 4 바이트 ID는, 장치가 초기화될 때, 각 SIP 엔티티에도 할당된다. 그러므로, INVITE 메시지에서, 이동 장치는 그의 어드레스를 이러한 4 바이트 ID로 간단하게 대체할 수 있다.

더욱이, 본 발명은 압축과 관련하여 기술되었지만, 당업자라면 압축해제 단계는 전술한 압축 단계와는 역으로 수행됨을 이해할 것이다.

또한, 본 발명은 세션간 사전 특성(inter-session dictionary feature)을 구현할 수 있다. 만약, 장치가 최근의 사용자 어드레스 히스토리를 메모리내에 저장하도록 프로그래밍된다면, 이후의 세션에 대한 INVITE 메시지의 추가적인 감소가 예상된다. 또한, 그룹 서비스 구매자를 위해, 서비스 제공자는 사용자 어드레스를 4 바이트 이진 ID와 맵핑하는 소형 참조표를 제공할 수 있다. 이러한 방안에 의해, (4 바이트 이진 ID를 이용하는 것에 의한) 사용자 어드레스의 압축이 제 1 INVITE 메시지에 대해서도 발생될 수 있다.

본 발명은 이진 코딩, 템플레이트, 세션 특정 코드북 및/또는 종래의 렘펠-지브 알고리즘을 조합하는 압축 알고리즘을 이용한다. 결과적으로 압축된 SIP 메시지는 원(original) 메시지와 비교하여, 그 크기가 대략 1/10로 된다.

개시된 바와 같이, 이러한 이득에 대한 하나 이상의 이유는, 전술한 본 발명의 하나 이상의 특성의 결과이다. 이들 특성에는, 메시지 ID와, 서비스 제공자 어드레스, 호출자 사용자 ID, 호출자 사용자명, 피호출자 사용자 ID명, 피호출자 사용자명과 같은 선택적인 필드의 이진 코딩과, 도메인명을 위한 IPV4 포맷을 이용하는 것이 포함된다. 또한, 이들 특성에는, 선택된 숫자 값의 이진 인코딩과, 세션 특정 코드북의 이용과, 수정된 인덱싱 메카니즘이 포함된다. 더욱이, 이들 특성에는, 코드북 관리 및 세션 히스토리가 포함된다. 더욱이, 이들 특성에는, 선택사양적 필드를 갖는 유연한 템플레이트 뿐만 아니라, 고정 및 가변 길이 필드를 갖는 유연한 템플레이트가 포함된다. 상기 특성들의 하나 이상의 조합은 범용 무손실 텍스트 압축을 제공시에 효율적이다.

또한, 전술한 바와 같이, 각 SIP 엔티티는 압축기(100)와 압축해제기(104)를 둘다 포함한다. 따라서, 압축기(100)와 압축해제기(104)간에 정보를 공유할 수 있어, 메시지 크기를 더 감소시킬 수 있다.

비록, 상기 예들은 SIP 프로토콜 메시지의 문맥으로 기술되었지만, 이들 예는 SDP, RTSP 또는 임의의 다른 알려지거나 이후에 개발될 프로토콜에 동일하게 적용될 수 있다.

더욱이, 본 발명의 특성은 방법의 문맥으로 기술되었지만, 이들 특성은 장치, 시스템 및 소프트웨어 응용에도 또한 적용될 수 있으며, 당업자라면, 장치, 시스템 또는 소프트웨어에 있어서의 현재 응용의 개시 내용을 구현할 수 있을 것이다.

개시된 내용은 본 발명의 원리의 예시적인 응용에 불과한 것이다. 당업자라면, 본 명세서에서 예시 및 기술된 예시적인 응용을 엄격하게 따르지 않고서도, 또한 본 발명의 정신 및 영역을 벗어나지 않고서도, 이들 및 다양한 다른 수정, 구성 및 방법을 구현할 수 있음을 알 것이다.

본 발명에 의하면, 무선 통신 시스템을 위한, 효율적인 프로토콜 메시지 압축을 제공할 수 있다.

Claims

송신을 위해 텍스트 메시지를 압축하는 방법에 있어서,

텍스트 스트링(text strings)을 파싱(parsing)하고, 숫자 값(numerical values)을 이진 표현으로 인코딩하는 단계와,

상기 텍스트 스트링의 값을 분석하고, 상기 값으로부터의 부분적 스트링으로 세션 특정 코드북(session specific codebook)을 파퓰레이팅(populating)하는 단계를 포함하는

텍스트 메시지 압축 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 텍스트 메시지는 템플레이트(template)로 파싱되는 텍스트 메시지 압축 방법.
제 2 항에 있어서,

각각의 타입의 메시지에 대해 상이한 템플레이트가 제공되는 텍스트 메시지 압축 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 세션 특정 코드북은 송신을 위해 압축된 제 1 텍스트 메시지에 대해 비어 있으며, 각 메시지가 압축됨에 따라 엔트리가 부가되는 텍스트 메시지 압축 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 부분적 스트링은 정적 사전(static dictionary)으로 파싱되는 텍스트 메시지 압축 방법.
제 1 항에 있어서,

상기 송신을 위해 압축된 메시지는 세션 개시 프로토콜(session initiation protocol; SIP), 세션 기술 프로토콜(session description protocel; SDP), 또는 실시간 스트림라이닝 프로토콜(realtime streamlining protocol; RTSP) 메시지(RTSP)인 텍스트 메시지 압축 방법.
송신을 위해 메시지를 압축하는 방법에 있어서,

상기 메시지를 템플레이트로 파싱하여, 송신될 적어도 하나의 서브스트링(substring)을 생성하는 단계와,

세션 특정 코드북내의 엔트리로 상기 적어도 하나의 서브스트링을 파싱하여, 상기 압축된 메시지의 제 1 부분을 생성하는 단계와,

미지의 필드 값에 대한 엔트리로 상기 세션 특정 코드북을 파퓰레이팅하는 단계와,

제 1 정적 사전으로부터의 엔트리로 소정의 비매칭된 서브스트링을 파싱하여, 상기 압축된 메시지의 제 2 부분을 생성하는 단계와,

제 2 정적 사전으로부터의 엔트리로 소정의 여전히 비매칭된 서브스트링을 파싱하여, 상기 압축된 메시지의 제 3 부분을 생성하는 단계와,

압축 알고리즘으로 상기 서브스트링의 나머지를 압축하는 단계와,

상기 압축된 메시지의 상기 제 1 부분, 제 2 부분 및 제 3 부분을 조합하여, 송신을 위한 압축 메시지를 획득하는 단계를 포함하는

메시지 압축 방법.
제 7 항에 있어서,

각각의 타입의 메시지에 대해 상이한 템플레이트가 제공되는 메시지 압축 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 세션 특정 코드북은 제 1 압축 메시지에 대해 비어 있으며, 각 메시지가 압축됨에 따라 엔트리가 부가되는 메시지 압축 방법.
제 7 항에 있어서,

상기 송신을 위해 압축된 메시지는 세션 개시 프로토콜(SIP), 세션 기술 프로토콜(SDP), 또는 실시간 스트림라이닝 프로토콜(RTSP) 메시지(RTSP)인 메시지 압축 방법.