TWI330028B - System and method for improving robust header compression (rohc) effieiency - Google Patents

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1330028 - 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於在一通信系統中資料壓縮及解壓縮，且詳 言之，係關於一種用於改善強健表頭壓縮（ROHC)效能之 系統及方法。 【先前技術】 ROHC係一在無線通信系統中提供高效能及強健性之網 際網路工程工作小組（IETF)表頭壓縮框架。其中，ROHC > 支援即時轉移協定/使用者資料報協定/網際網路協定 (RTP/UDP/IP)及UDP/IP壓縮設定檔。ROHC工作組亦指定 對一傳輸控制協定/網際網路協定（TCP/IP)壓縮設定檔的支 援。 ROHC展示強健性，亦即，忍受在無線鏈路上之錯誤之 能力。ROHC可與多媒體應用一起使用且提供用於各種應 用、協定及無線技術之表頭壓縮。表頭壓縮係一減少經由 一鏈路傳輸的封包尺寸藉此增加鏈路效能及輸送量之技 _ 術。表頭壓縮對缓慢鏈路或當封包尺寸較小時特別有用， 其中表頭尺寸的減小導致表頭負擔之顯著減少。表頭壓縮 藉由影響在屬於同一流動之封包中的表頭欄位冗餘而達成 此種情況。詳言之，諸如源位址及目的位址之許多封包表 頭欄位在流動之整個時間種保持恆定，而諸如序號之其他 欄位可預測地改變以允許表頭壓縮僅傳輸每個封包若干位 元組之表頭資訊。圖1說明在一通信鏈路上之IP/UDP/RTP 表頭之一典型ROHC壓縮/解壓縮方塊圖100。通常，完整 115771.doc 1330028 表頭之參考複本儲存於一ROHC壓縮器102及一 ROHC解壓 縮器104中以便可靠地傳送並重建原始封包表頭。然而， 在技術中，存在對一種用於藉由正確的解釋歸因於語音流 之靜音抑制或歸因於視訊流之取樣/訊框率之改變的RTP時 戳欄位增量之改變而改善ROHC效能之系統及方法之需 要。 【發明内容】 本發明係關於如歸因於語音流之靜音抑制或歸因於視訊 流之取樣/訊框率之改變而發生的RTP時戳攔位增量之改 變。藉由正確地解釋此改變，在ROHC中的TS_STRID值可 經正確地計算而引起有效的表頭壓縮效能。 在一態樣中，揭示一種在一具有一壓縮器之存取網路 (AN)與一具有一解壓縮器之存取終端機（AT)之間改善 ROHC之方法，其包含：將流動資訊提供至該壓縮器，該 流動資訊與一表頭之一即時轉移協定時戳（RTP TS)欄位之 增量的一改變相關；基於該流動資訊，判定RTP TS欄位之 增量之改變歸因於靜音抑制還是歸因於取樣/訊框率之一 改變而發生；及自該存取網路將一適當的TS_STRIDE值發 送至該存取終端機以達成有效的ROHC。若該ROHC壓縮 器判定該RTP TS欄位增量歸因於靜音抑制而改變，則該 TS — STRIDE值未改變；若該ROHC壓縮器判定RTP TS欄位 增量歸因於該取樣/訊框率之一改變而改變，則該 TS — STRIDE值根據該取樣/訊框率而改變。使用此態樣， 靜音抑制僅可發生在語音流中，且取樣/訊框率之改變可 il5771.doc 1330028 僅發生在視訊流中。 在另一態樣中，揭示一種在一具有一壓縮器之存取網路 與一具有一解壓縮器之存取終端機之間提供ROHC之系 統，其包含：用於將流動資訊提供至該壓縮器的構件’該 流動資訊與一表頭之一RTP ts欄位增量之一改變相關；用 於基於該流動資訊判定RTP TS欄位增量之改變歸因於靜音 抑制還是歸因於取樣/訊框率之一改變而發生的構件；用 於自該存取網路將一適當的TS_STRIDE值發送至該存取終 端機以達成有效的ROHC的構件。用於將該流動資訊提供 至該壓縮器之構件進一步包含用於回應於該RTP TS欄位之 增量之一改變而設定TS_STRIDE值的構件。使用此態樣， 若判定構件判定該RTP TS欄位增量歸因於靜音抑制而改 變，則該TS_STRIDE值未改變；且若判定構件判定RTP TS 欄位增量歸因於該取樣/訊框率之一改變而改變，則該 TS_STRIDE值根據該取樣/訊框率而改變。 應瞭解，在上述態樣中，壓縮器可在存取終端機處且解 壓縮器可在存取網路處’且用於藉由正確解釋該RTP TS之 增量之改變而改善ROHC效能之系統及方法仍將適用。 【實施方式】 如上文所述，ROHC係一有效地壓縮RTP/UDP/IP表頭之 表頭壓縮機制。參看圖2’展示一 RTP表頭200。ROHC用 以壓縮表頭之技術之一為壓縮一 RTP序號（RTP SN)欄位202 且接著使用自RTp SN欄位202至其他改變欄位（諸如RTP時 戳（RTP TS)欄位204)之線性關係。該RTP SN攔位202為每 115771.doc 1330028 一經傳輸之封包而增加一（1)，而RTP TS攔位204根據一取 樣率而增加。根據以引用方式併入本文中之RFC 3550(在 URL www.faqs.org/rfcs/rfc3 5 5 0.html 中可得），"若一音訊應 用程式自輸入設備讀取涵蓋1 60個取樣週期之區塊，則時 戳將為每一該區塊而增加160，不管該區塊是否在一封包 中傳輸抑或下降為無聲。" 為壓縮表頭，ROHC壓縮器需要逐個封包地估計RTP TS 欄位204中的增量。一被稱為TS_STRIDE的參數值經設定 等於RTP TS攔位204中的此增量。一旦知道此規則之改 變，ROHC壓縮器即可壓縮RTP TS欄位204之一換算值 (scaled value)，該換算值逐個封包地藉由規則之跳越而換 算。此允許達成對經壓縮之表頭之尺寸的節省。然而，為 壓縮RTP TS欄位204之此換算值，該ROHC壓縮器需要將 TS — STRIDE值傳送至ROHC解壓縮器。 具有靜音抑制之聲源之行為 對於經由RTP/UDP/IP而載運之語音，通常逐個封包地增 加在RTP表頭200中之RTP TS欄位204—固定量。作為一實 例，對於產生20毫秒之以8 kHz取樣之封包的語音編碼譯 碼器，增加RTP TS攔位204在20毫秒中含有的樣本之數目 (例如，8000 * 0.02=160) ° 為在發送IP語音（VoIP)時節省頻寬，發送者可利用一稱 為靜音抑制之技術。此技術引起在使用者無聲時（或等效 地，當聲碼器產生1/8速率訊框時，如在例如EVRC之聲碼 器的狀況下）產生的訊框未被傳輸。此轉換為通信系統之

Il5771.doc 1330028 頻寬節省及增加的容量。然而，如較早所述，RTP TS攔位 204甚至在靜音抑制之週期期間增加。 因此，在靜音抑制週期結束後所產生的第一訊框將展示 一在RTP TS攔位204增量中的跳越。作為一實例，對於一 產生20毫秒之以8 KHz取樣之封包的語音編碼譯碼器，若 已抑制（例如）5個"靜音”封包，則RTP TS攔位204將增加160 *(5+ 1)=960。在此狀況下，即使現存在RTP TS欄位之增量 自160至960之改變，但隨後之訊框將仍具有160之增量且 因此ROHC壓縮器應繼續使用160之TS_STRIDE值。 具有適應性取樣/訊框率之視訊源的行為 某些視訊源可在一流動期間動態地調整其取樣/訊框 率，此引起RTP TS攔位204之增量改變。作為一實例， TS_STRIDE增量對於一視訊流之前10個封包可為50，但對 於以下1 0個封包可改變至100(歸因於視訊之取樣/訊框率之 一改變）。在此狀況下，ROHC壓縮器應在視訊之取樣/訊 框率改變時改變其TS_STRIDE值。 TS_STRIDE之計算 歸因於ROHC壓縮器需要對於語音及視訊流而不同地解 釋RTP TS欄位204之增量之改變的要求而產生問題。詳言 之，在語音流之狀況下，當歸因於靜音抑制而存在RTP TS 欄位204之增量之一改變時，應不改變TS_STRIDE值。另 一方面，對於適應的視訊流，ROHC壓縮器在歸因於視訊 之取樣/訊框率之一改變而存在RTP TS欄位204之增量之一 改變時應改變TS STRIDE值。

S 115771.doc 10- 1330028 本發明鑑別為改善當前ROHC，ROHC壓縮器應在改變 RTP TS欄位204增量的兩個不同原因之間辨別。更明確地 說，本發明認可以下内容： (1) 對於語音流，可能僅發生靜音抑制；通常不存在取 樣率改變；且 (2) 對於視訊流，可能僅由一取樣/訊框率改變而引起 RTP TS欄位之增量之改變；從未發生靜音抑制（靜音 抑制僅用於語音媒體）。 自上述兩個觀察，靜音抑制及取樣或取樣/訊框率改變 互相排斥；亦即，靜音抑制與取樣/訊框率改變均不在同 一流動中發生。因此，若流動資訊饋入至ROHC壓縮器， 則其可正確解釋RTPTS欄位204之增量之改變。 此關於流動類型之資訊可能為存取網路已知的》作為一 實例，在3GPP/3GPP2系統中，RAN/PDSN通常可存取關於 流動類型之資訊且將此資訊饋入至位於存取網路中的 ROHC壓縮器。另一方面，AT可或不可具有關於流動類型 之資訊。在AT不具有此資訊之狀況下，一選項可用於AN 以向AT傳遞此資訊。 參看圖3，展示一說明本發明之經改善的ROHC之操作之 流程圖300。在步驟302中，AN將流動資訊提供至AT，該 流動資訊與RTP TS攔位204之增量之一改變相關。在步驟 304中，TS_STRIDE值經設定等於RTP TS欄位204中之增 量。在步驟306中，ROHC壓縮器判定RTP TS欄位增量204 之改變歸因於靜音抑制還是歸因於取樣/訊框率之一改變 i. Ξ 115771.doc 11 1330028 而發生。在步驟308中，若ROHC壓縮器判定RTP TS欄位增 量204歸因於靜音抑制而改變，則不存在ts_STRIde值之 改變。另一方面，在步驟310中，若R〇HC壓縮器判定RTP TS攔位增量204歸因於一取樣或取樣/訊框率改變而改變， 則存在TS—STRIDE值之一改變。在步驟3 12中，AN執行 TS一STRIDE之適當的行為，亦即，若TS_STRIDE歸因於取 樣或訊框率改變而改變，則AN將TS_STRIDE值發送至 AT ’且若RTP TS欄位增量之改變係歸因於靜音抑制，則 不發送TS_STRIDE ^如上文所述，僅在語音流中發生靜音 抑制’且僅在視訊流中發生取樣/訊框率之改變。本發明 亦預期壓縮器可在AT中且解壓縮器可在AN中。在此狀況 下’ AN需要將流動資訊傳遞至AT，因為壓縮器在AT中。 應瞭解若ROHC壓縮器未基於流動類型而以不同方式解 釋RTP TS欄位204增量之改變，則可損害其效能。例如， (1)若ROHC壓縮器一直假定RTP TS欄位204之增量之改 變係歸因於取樣或取樣/訊框率改變，則此在流動為 語音時可引起無效。當接收在靜音抑制之後的第一 封包時，此可引起ROHC壓縮器將一較大經壓縮之 表頭（通常一 IR、IR-DYN或UOR-2 Ext3封包）中的新 的TS_STRIDE發送至該解壓縮器。並且，當已接收 此第一封包之後的若干封包時，ROHC壓縮器將需 要返回至較早的TS_STRIDE且使用一較大的表頭再 次將此改變傳送至解壓縮器。此將引起在ROHC效 能之無效，尤其當語言突峰（talkspurts)較小時。 115771.doc 1330028

(2)若ROHC效能一直假定RTp TS攔位2〇4之增量之改變 係歸因於靜音抑制，則此對於適應性之視訊流可引 起無效。對於此等流動，即使當取樣/訊框率改變 時，ROHC壓縮器亦將決不設法改變其TS_STRIDE 值。此可再次衝擊ROHC之表頭壓縮效能，因為正 確的TS_STRIDE未用於壓縮。 因此，本發明揭示一種R〇HC壓縮器於語音流中發生靜 φ 音抑制抑或在適應性視訊流中改變取樣/訊框率時正確解 • 釋RTP TS欄位之增量之改變的經改善之系統及方法。此引 • 起尺0^<：之較好的壓縮效能。 圖4說明一執行圖3之方法的包含構件4〇2至412之裝置。 圖4中之該等構件4〇2至412可實施於硬體、軟體或硬體與 軟體之組合中。 熟習此項技術者將進一步瞭解結合本文中所揭示之實施 例而描述的各種說明性邏輯塊、模組及步驟可實施為電子 Φ 硬體、電腦軟體或其組合。為清楚地說明硬體及軟體之此 互換性，各種說明性組件、區塊、模組及步驟已在上文中 大體根據其功能性來描述。此功能性實施為硬體還是軟體 視利用整個系統之特殊應用及設計約束而定。熟習此項技 術者可以各種方式為每一特殊應用而實施所述之功能性， 但不應將此實施決定解釋為引起一自本發明之範疇的偏 離。 結合本文中所揭示之實施例而描述之各種說明性邏輯 塊、模組及電路可藉由以下方式來實施或執行：通用處理

S 115771.doc 1330028 T、數位信號處理器(㈣)'特殊應用積體電路(ASIC)' 可転式閘陣列(FPGA)或其他可程式邏輯設備 '離散閘或 電晶體邏輯'離散硬體組件或其經設計以執行本文申所述 之功能的任何組合。規用步搜吳α ^ °逋用處理盗可為微處理器，但替代 地，該處理器可為任何習知處理器、控制器、微控制器或 狀態機。處理器亦可實施為計算設備之組合，例如，一 術與-微處理器、複數個微處理器、一或多個微處理器 連同一 DSP核心、，或任何其他此組態之組合。 結合本文中所揭示之實施例而描述之方法或演算法之步 驟可直接實施於硬體中、在由處理器執行之軟體模組中或 其組合中。軟體模組可在隨機存取記憶體(ram)、快閃記 憶體' 唯讀記憶體（R〇M)、電子可程式r〇m(epr〇m)、電 子可擦可程式職(EEPR⑽）、暫存器、硬碟、可移式磁 碟、CD-ROM或此項技術中已知的任何其他形式之儲存媒 體中。-例示性儲存媒體搞接至該處理器使得該處理器可 自儲存媒體讀取資訊或將資訊寫人至錯存媒體。替代地， 該儲存媒體為處理器之整體部分。該處理器及該儲存媒體 可在一 ASIC中。 提供所揭示之實施例之前文描述以使任何熟習此項技術 者能夠製造或使用本發明。熟習此項技術者將容易清楚對 該等實施例之各種修改，且本文中所定義之通用原理可在 不偏離本發明之精神或料之情況下應用至其他實施例。 因此’本發明不欲限制於本文中所示之實施例，而符合虫 本文中所揭示之原理及新賴特徵—致之最廣泛的範嘴。 115771.doc 14 1330028 【圖式簡單說明】 圖1說明在一通信系統中之一典型ROHC壓縮器/解壓縮 器之方塊圖； 圖2說明一 RTP表頭； 圖3係一說明本發明之經改善的ROHC之操作之流程 圖；及 圖4說明一執行圖3之方法之裝置。 【主要元件符號說明】

方塊圖 ROHC壓縮器 ROHC解壓縮器 RTP表頭 欄位 構件 100 102 104 200 202 、 204 402 、 404 、 406 ' 408 、 410 、 412

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Claims (1)

1330028 %月/(Γ日修正替換頁 .第095139876號專利申請案 ' 中文申請專利範圍替換本('99年5月） ^ 十、申請專利範圍： 1.種用於封包表頭壓縮之可由一通信網路中的一裝置所 運作之方法，其包含： 根據指不多個封包間的一第一時戳增量的一第一時戳 5越 > 數(^1116以3111卩stride parameter)壓縮一呼叫流中的 多個封包； 、·該呼Η机中具有指示自一最後壓縮封包之一時戳 的改文之一第二時戳增量之一封包，該第二時戳增量 係不同於該第一時戮增量· 判疋該呼叫流是否對應於語音資料； 若該呼叫流對應於語音資料，則根據該第一時戮跨越 參數連續㈣該呼叫流中接續的多個封包；及 否則，基於該第二時戳增量根據一第二時戮跨越參數 而>1縮接續的多個封包。 2·如請求項1之方法，立由括祕 〃中根據該弟—或第=時戳跨越參 數屢.¾序列的封包包括將料庙μ — 子應於母一封包的一時戮解構 為該時戳跨越參數及該封包之―序號。 戮解構 3. 如月求項1之方法’其中判定該呼叫流是否對應於狂音 貢料包括區別語音資料及視訊資料。 ° 4. 如請求項3之方法，其中 立 判定不同㈣第-時紗似視訊資料包含 •一 戳增里的自該最後壓縮封包之該時 戳的邊改變係由語音資料 ' 靜音抑制或由視訊資料之一 改變的訊框率或資料取樣率所引起。 5. 如請求項1之方法，其中判定兮t 判疋該° 乎叫&是否對應於語音 H5771-990518.doc -貝料匕括自；^取網路接收呼叫流類型資訊。 · 如°月求項1之方法’其進—步包括發送該第：時戳參數 至一解壓縮器。 ^ 7·-種在-無i網路中用於壓縮封包表頭資訊的裝置，豆 包含： 用於根據指示多個封包間的一第—時戳增量的_第一 時戳跨越參數（U跡stamp stride parameter)壓縮—呼叫流 中的多個封包之構件； 用於壓縮該呼叫流中具有指示自一最後壓縮封包之一 時戳的一改變之—笛_吐鄉似θ ^第一時戳增篁之一封包之構件，該第 二時戳增量係不同於該第一時戳增量； 用於判定s玄呼叫流是否對應於語音資料之構件，其中 右呼叫/4對應於語音資料，則用於壓縮封包之構件根據 該第-時戮跨越參數而連續壓縮該呼叫流中接續的多個 封匕$則基於該第二時戮增量根據一第二時戮跨越參 數而壓縮接續的多個封包。 8·如明求項7之裝置，其中用於根據該第一或第二時戳跨 越參數壓縮序列的封包之構件包括用於將對應於每一封 包的一時戳解構為該時戳跨越參數及該封包之一序號之 構件。 9. 如請求項7之裝置，其中用於判定該呼叫流是否對應於 語音資料之構件包括用於區別語音資料及視訊資料之構 件。 10. 如請求項9之裝置，其中用於區別語音資料及視訊資料 115771-990518.doc 11 之構件包括用於判定不同於 弟時戮增量的自該最後 麼縮封包之該時戳的該改變 山、a 一 支係由浯音貧料的靜音抑制或 由視訊資料之—改變的訊框 件。 手或貧科取樣率所引起之構 •如請求項7之裝詈， π立 八 於判定該呼叫流是否對應於 “曰資料之構件包括用於自一 資訊之構件。 ’子取，料接收呼叫流類型 12. 13. 14. 如請求項7之裝罟，盆冶 κ '、進—步包含用於發送該第二時戳 參數至一解壓縮器之構件。 一種包含碼之電腦可讀媒體，當該碼由-處理器所執行 時致使該處理器壓縮封包表頭資訊，該碼包含： 用於根據指示多個封包間的一第-時戳增量的-第一 時戳跨越參數（time_stamp咐也pm叫壓縮一呼叫流 中的多個封包之指令； a 用於壓縮該呼叫流中具有指示自一最後壓縮封包之— 時戳的-改變之_第二時戮增量之_封包之指令，該第 二時戳增量係不同於該第一時戳增量； 用於判疋忒呼叫流是否對應於語音資料之指令丨及 用於右呼叫流對應於語音資料，則根據該第一時戳跨 越參數而連續壓縮該呼叫流中接續的多個封包，否則基 於該第一時戳増量根據一第二時戳跨越參數而壓縮接續 的多個封包之指令。 如叫求項13之電腦可讀媒體其中用於根據該第一或第 -時戰跨越參數壓縮序列的封包之指令包括用於將對應 115771-990518.doc 時截解構為該時 於每一封包的— 一序號之指令。 戳跨越參數及該封包 之 15 1617,18. 19. •如請求項13之電腦可讀媒 _ 、體’其中用於判定兮啤〇tj、、* g 否對應於語音資料之指令… 叙該呼叫-疋 匕括用於區別注立咨姐β、日^ 資料之指令。 日貢枓及視訊 如請求項15之電腦可讀媒體 硯訊資料之指令包括用於判 自該最後壓縮封包之該時戳 音抑制或由視訊資料之—改 W起之指令。 其中用於區別語音資料及 定不同於該第一時戳增量的 的該改變係由語音資料的靜 變的訊框率或資料取樣率所 如請求項13之電腦可讀媒體， 否對應於語音資料之指令包括 叫流類型資訊之指令。 其中用於判定該呼叫流是 用於自一存取網路接收呼 如請求項13之電腦可讀媒體，其進一步 第二時戳參數至一解壓縮器之指令。 包含用於發送該 一種在一 包含： 通信網路中用於壓縮封包表 頭資訊之裝置，其 一處理器，其經組態以： 根據指示多個封包間的一第一時戳增量的一第一時戳 跨越參數（time-Stamp stride叫繼如）塵縮一呼叫流中的 多個封包； 虔縮該呼叫流中且右扣+ 6 # Γ- 丫/、有扣不自一取後壓縮封包之一時戳 的一改變之一第二時戳婵詈 叮勒喟重之一封包，該第二時戳增量 係不同於該第一時戳增量； 115771-990518.doc 1330028 • , 卜月Af日修正替換頁 雀 判定該呼叫流是否對應於語音資料； 若呼叫流對應於§吾音資料，則根據該第一時戳跨越參 數而連續壓縮該呼叫流中接續的多個封包；否則，基於 該第二時戳增量根據—第二時戳跨越參數而壓縮接續的 多個封包；及 該封包表頭資訊之資料。 如吻求項19之裝置，其中根據該第一或第二時戳跨越參 數壓縮序列的封包包括將對應於每一封包的一時戳解構 為該時戳跨越參數及該封包之一序號。 21.=請求項19之裝置，其十判^該呼叫流是否對應於語音 貧料包括區別語音資料及視訊資料。 △如請求項21之裝置，其中區別語音資料及視訊資料包括 判定不同於該第—時戮增量的自該最後壓_包之該時 戳的該改變係由語音資料的靜音抑制或由視訊資料之一 改變的訊框率或資料取樣率所引起。 23 求項19之裝置’其中判定該呼叫流是否對應於語音 貧料包括自—存取網路接收呼叫流類型資訊。 24·如叫求項19之裝置’其進_步包含用於發送該第二時戳 參數至一解壓縮器之傳輸器電路。 115771-990518.doc