专利名称：用于改进稳健标头压缩效率的系统和方法
技术领域：
本发明涉及通信系统中的数据压缩和解压縮，且明确地说，涉及一种用于改进稳健 标头压縮(ROHC)效率的系统和方法。
背景技术：
ROHC是在无线通信系统中提供髙效率和稳健性的因特网工程工作小组(IETF)标 头压縮框架。最重要的特征是，ROHC支持实时传送协议/用户数据报协议/因特网协议 (RTP/UDP/IP)和UDP/IP压縮设定档。ROHC工作组还规定对传输控制协议/因特网协议 (TCP/IP)压縮设定档的支持。ROHC展现稳健性，即容忍无线链路上的错误的能力。ROHC可与多媒体应用一起 使用，且提供用于各种应用、协议和无线技术的标头压縮。标头压縮是一种用以减小经 由链路传输的包尺寸而借此增加链路效率和处理量的技术。标头压縮对缓慢链路或当包 尺寸较小时特别有用，其中标头尺寸的减小导致标头额外开销的显著减少。标头压缩通 过调节属于同一流的包中的标头字段冗余来实现这点。明确地说，例如源地址和目的地 地址等许多包标头字段在流的持续时间中始终保持恒定，而例如序号等其它字段可预测 地改变以允许标头压縮对每个包仅传输几个字节的标头信息。图1说明在通信链路上的 IP/UDP/RTP标头的典型ROHC压缩/解压縮方框图100。通常，完整标头的参考拷贝存储 在ROHC压縮器102和ROHC解压缩器104处，以便可靠地传送并重建原始包标头。然 而，此项技术中需要一种用于通过正确解释由语音流的静音抑制引起或由视频流的取样/ 帧速率的改变引起的RTP时戳字段增量的改变来改进ROHC效率的系统和方法。发明内容本发明涉及如由于语音流的静音抑制或由于视频流的取样/帧速率的改变而发生的 RTP时戳字段增量的改变。通过正确解释此改变，可正确计算ROHC中的TS—跨距值， 从而产生有效的标头压缩性能。
在一个方面中，揭示一种在具有压縮器的接入网络(AN)与具有解压縮器的接入终 端(AT)之间改进ROHC的方法，其包含将流信息提供到所述压縮器，所述流信息与 标头的实时传送协议时戳(RTPTS)字段增量的改变相关；基于所述流信息，确定RTPTS 字段增量的改变是由于静音抑制还是由于取样/帧速率的改变而发生的；和从所述接入网 络将适当的TS—跨距值发送到所述接入终端，以实现有效的ROHC。如果所述ROHC压 缩器确定所述RTPTS字段增量是由于静音抑制而改变，那么不改变所述75_跨距值；如 果所述ROHC压缩器确定RTP TS字段增量是由于所述取样/帧速率的改变而改变，那么 根据所述取样/帧速率而改变所述TS一跨距值。通过此方面，静音抑制仅可发生在语音流 中，且取样/帧速率的改变可仅发生在视频流中。
在另一方面中，揭示一种在具有压缩器的接入网络与具有解压缩器的接入终端之间 提供ROHC的系统，其包含用于将流信息提供到所述压缩器的装置，所述流信息与标 头的RTPTS字段增量的改变相关；用于基于所述流信息而确定RTPTS字段增量的改变 是由于静音抑制还是由于取样/帧速率的改变而发生的装置；和用于从所述接入网络将适 当的TS—跨距值发送到所述接入终端以实现有效ROHC的装置。所述用于将所述流信息 提供到所述压縮器的装置可进一步包含用于响应于所述RTP TS字段增量的改变而设定 TS—跨距值的装置。通过此方面，如果所述确定装置确定所述RTPTS字段增量是由于静 音抑制而改变的，那么不改变所述TSJ^距值；且如果所述确定装置确定RTPTS字段增 量是由于所述取样/帧速率的改变而改变的，那么根据所述取样/帧速率而改变所述TS—跨 距值。
应了解，在上述方面中，压缩器可在接入终端处且解压縮器可在接入网络处，而且 用于通过正确解释所述RTPTS增量的改变而改进ROHC效率的系统和方法仍将适用。
图1说明通信系统中的典型ROHC压縮器/解压縮器的方框图； 图2说明RTP标头；
图3是说明本发明的经改进的ROHC的操作的流程图；和 图4说明用以执行图3的方法的设备。
具体实施方式
如上文阐述，ROHC是有效地压縮RTP/UDP/IP标头的标头压縮方案。参看图2，展 示RTP标头200。 ROHC用以压缩标头的技术之一是压縮RTP序号(RTPSN)字段202 且接着使用从RTP SN字段202到例如RTP时戳(RTP TS)字段204等其它变化字段的 线性关系。所述RTP SN字段202针对每个经传输的包而增加一 (1 )，而RTP TS字段204 根据取样速率而递增。根据以引用方式全部并入本文中的RFC 3550 (在URL www.faqs.org/rfcs/rfc3550.html处可得)，"如果音频应用程序从输入装置读取涵盖160个 取样周期的区块，那么将针对每一此类区块将时戳增加160，而不管所述区块是在包中 传输还是变弱为无声。"为了压缩标头，ROHC压縮器需要逐个包地估计RTPTS字段204中的增量。被称为 TS一跨距的参数的值经设定为等于RTPTS字段204中的此增量。 一旦知道此规则改变， ROHC压縮器便可压縮RTP TS字段204的换算值,所述换算值逐个包地由规则跳越换算。 这允许实现对经压縮标头的尺寸的节省。然而，为了压縮RTPTS字段204的此换算值， ROHC压缩器需要将TS一跨距值传送到ROHC解压縮器。具有静音抑制的语音源的行为对于经由RTP/UDP/IP运载的语音，RTP标头200中的RTPTS字段204通常逐个包 地增加固定量。作为实例，对于语音编解码器产生以8 kHz取样的20毫秒包，RTP TS 字段204增加20毫秒中所含有的样本的数目(例如，8000*0.02=160)。为了在发送IP语音(VoIP)时节省带宽，发送器可利用称为静音抑制的技术。此技 术致使在用户无声时(或等效地，在声码器产生l/8速率帧时，如在例如EVRC等声码器 的情况下)产生的帧不被传输。这转化为通信系统的带宽节省和容量增加。然而，如早 先阐述，RTPTS字段204甚至在静音抑制的周期期间递增。因此，在静音抑制周期结束之后所产生的第一帧将展示RTPTS字段204增量中的跳 越。作为实例，对于语音编解码器产生以8kHz取样的20毫秒包，如果(例如)5个"静 音"包已经被抑制，那么RTPTS字段204将增加160*(5+1)=960。在此情况下，即使RTP TS字段的增量中现存在从160到960的改变，但后续帧仍将具有160的增量且因此ROHC 压縮器应继续使用为160的TS一跨距值。具有自适应取样/帧速率的视频源的行为某些视频源可在流期间动态地修改其取样/帧速率，从而致使RTP TS字段204的增 量改变。作为实例，TS—跨距增量对于视频流的前10个包可能为50，但对于接下来10 个包可能改变到100 (由视频的取样/帧速率的改变引起)。在此情况下，ROHC压縮器应在视频的取样/帧速率改变时改变其TSjf距值。 TS跨距的计算
由于ROHC压縮器需要针对语音和视频流不同地解释RTP TS字段204的增量改变 的要求而出现了问题。明确地说，在语音流的情况下，当由于静音抑制而存在RTPTS字 段204的增量改变时，应不改变15_跨距值。另一方面，对于自适应视频流，在由于视 频的取样/帧速率的改变而存在RTP TS字段204的增量改变时，ROHC压缩器应改变TS一 跨距值。
本发明识别到为了改进当前ROHC， ROHC压縮器应区别改变RTPTS字段204的增 量的两个不同原因。更具体地说，本发明认可以下内容
(1) 对于语音流，可能仅发生静音抑制；通常不存在取样速率改变；禾口
(2) 对于视频流，RTPTS字段的增量改变可能仅由取样/帧速率改变造成；从未发 生静音抑制(静音抑制仅用于语音媒体)。
根据上述两个观察，静音抑制和取样或取样/帧速率改变互相排斥；也就是说，静音 抑制和取样/帧速率改变不在同一流中发生。因此，如果将流信息馈入到ROHC压縮器， 那么其可正确解释RTPTS字段204的增量改变。
此关于流类型的信息可能是接入网络已知的。作为实例，在3GPP/3GPP2系统中， RAN/PDSN通常能够存取关于流类型的信息且可将此信息馈入到位于接入网络中的 ROHC压缩器。另一方面，AT可具有或不具有关于流类型的信息。在AT不具有此信息 的情况下， 一个选项可以是AN向其传递此信息。
参看图3，其展示说明本发明的经改进ROHC的操作的流程图300。在方框302中， AN向AT提供流信息，所述流信息与RTPTS字段204的增量改变相关。在方框304中， 将TS—跨距值设定为等于RTPTS字段204中的增量。在方框306中，ROHC压縮器确定 RTP TS字段增量204的改变是由于静音抑制还是由于取样/帧速率的改变而发生的。如果 ROHC压縮器确定RTPTS字段增量204由于静音抑制而改变，那么在方框308中，TS_ 跨距值不存在改变。另一方面，如果ROHC压縮器确定RTP TS字段增量204由于取样 或取样/帧速率改变而改变，那么在方框310中，TS—跨距值存在改变。在方框312中， AN对TS—跨距执行适当行为，即如果TS—跨距由于取样或帧速率改变而改变，那么AN 将TS—跨距值发送到AT，且如果RTP TS字段的增量改变是由静音抑制引起的，那么其 不发送TS一跨距。如上文陈述，仅在语音流中发生静音抑制，且仅在视频流中发生取样/ 帧速率的改变。本发明还预期压縮器可驻留在AT处且解压缩器可驻留在AN处。在此情况下，AN需要将流信息传递到AT,因为压縮器在AT处。应了解，如果ROHC压縮器未基于流类型以不同方式解释RTP TS字段204的增量 改变，那么其性能可能受损。举例来说，(1) 如果ROHC压縮器总是假定RTPTS字段204的增量改变是由取样或取样/帧 速率改变引起的，那么在流是语音的情况下这可能造成无效率。当接收到静音抑制之后 的第一个包时，这可能致使ROHC压缩器以较大经压缩标头(通常IR、 IR-DYN或UOR-2 Ext3包)中将新TS—跨距发送到解压縮器。并且，当已经接收到此第一个包随后的几个 包时，ROHC压縮器将需要返回到早期的TS—跨距且再次使用较大标头将此改变传送到 解压縮器。这将导致ROHC性能的无效率，尤其是在话音突峰较小时。(2) 如果ROHC性能总是假定RTP TS字段204的增量改变是由静音抑制引起的， 那么这可能对自适应视频流造成无效率。对于此类流，即使当取样/帧速率改变时，ROHC 压缩器也将决不设法改变其TS—跨距值。这可再次影响ROHC的标头压縮效率，因为没 有使用正确的TS一跨距来进行压縮。因此，本发明揭示一种用于使ROHC压縮器在语音流中发生静音抑制或取样/帧速率 在自适应视频流中改变时正确解释RTPTS字段的增量改变的经改进系统和方法。这产生 ROHC的较好压縮效率。图4说明一种设备，其包含装置402到412以执行图3的方法。图4中的所述装置 402到412可在硬件、软件或硬件与软件的组合中实施。所属领域的技术人员将进一步了解，结合本文所揭示的实施例描述的各种说明性逻 辑块、模块和步骤可实施为电子硬件、计算机软件或所述两者的组合。为了清楚说明硬 件与软件的这种可交换性，上文已经大体上在其功能性方面描述了各种说明性组件、块、 模块和步骤。将此类功能性实施为硬件还是软件取决于特定应用和对整个系统施加的设 计限制。熟练的技术人员可针对每一特定应用以不同方式实施所描述的功能性，但不应 将此类实施方案决策解释为造成与本发明范围的脱离。结合本文所揭示的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块和电路可用通用处理器、 数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可 编程逻辑装置、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或经设计以执行本文描述的功能的 其任何组合来实施或执行。通用处理器可以是微处理器，但在替代方案中，所述处理器 可以是任何常规处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实施为计算装置的组 合，例如DSP与微处理器的组合、多个微处理器、结合DSP核心的一个或一个以上微处理器或任何其它此类配置。
结合本文所揭示的实施例描述的方法或算法的步骤可直接在硬件、由处理器执行的
软件模块或所述两者的组合中实施。软件模块可驻留在随机存取存储器(RAM)、快闪存 储器、只读存储器(ROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)、 寄存器、硬盘、可移动盘、CD-ROM或此项技术中已知的任何其它形式的存储媒体中。 示范性存储媒体耦合到处理器，使得处理器可从存储媒体读取信息和向存储媒体写入信 息。在替代方案中，存储媒体可与处理器成一体式。处理器和存储媒体可驻留在ASIC 中。
提供先前对所揭示实施例的描述是为了使得所属领域的技术人员能够制作或使用本 发明。所属领域的技术人员将容易了解对这些实施例的各种修改，且在不脱离本发明精 神或范围的情况下，本文所界定的一般原理可适用于其它实施例。因此，本发明不希望 限于本文展示的实施例，而是应符合与本文所揭示的原理和新颖特征一致的最宽范围。
权利要求
1.一种在具有压缩器的接入网络与具有解压缩器的接入终端之间改进稳健标头压缩(ROHC)的方法，其包含将流信息提供到所述压缩器，所述流信息与标头的实时传送协议时戳(RTP TS)字段的增量的改变相关；确定RTP TS字段增量的所述改变是由于静音抑制还是由于取样/帧速率的改变而发生的；和通过在TS_跨距由于取样或帧速率改变而改变的情况下将TS_跨距值从所述接入网络处的所述压缩器发送到所述接入终端处的所述解压缩器且在所述RTP TS字段增量的所述改变由静音抑制引起的情况下不发送所述TS_跨距来对所述TS_跨距执行适当行为。
2. 根据权利要求1所述的方法，在将所述流信息从所述接入网络提供到所述接入终端 之后，其进一步包含将所述TS—跨距值设定为所述RTPTS字段的增量值。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中如果确定所述RTP TS字段增量是由于静音抑制 而改变，那么不改变所述TS—跨距值。
4. 根据权利要求2所述的方法，其中如果确定所述RTPTS字段增量是由于所述取样/ 帧速率的改变而改变，那么根据所述取样/帧速率改变所述TSJ^距值。
5. 根据权利要求3所述的方法，其中仅在语音流中发生静音抑制。
6. 根据权利要求4所述的方法，其中仅在视频流中发生所述取样/帧速率的所述改变。
7. —种在具有压缩器的接入网络与具有解压缩器的接入终端之间提供稳健标头压縮 (ROHC)的系统，其包含用于将流信息提供到所述压縮器的装置，所述流信息与标头的实时传送协议时戳 (RTPTS)字段的增量的改变相关；用于确定RTP TS字段增量的所述改变是由于静音抑制还是由于取样/帧速率的改 变而发生的装置；和用于通过在TS一跨距由于取样或帧速率改变而改变的情况下将TS一跨距值从所述 接入网络处的所述压縮器发送到所述接入终端处的所述解压缩器且在所述RTP TS 字段增量的所述改变由静音抑制引起的情况下不发送所述TSjf距来对所述TS—跨 距执行适当行为的装置。
8. 根据权利要求7所述的系统，其中所述用于将所述流信息从所述接入网络提供到所 述接入终端的装置进一步包含用于将所述TS—跨距值设定为所述RTP TS字段的增 量值的装置。
9. 根据权利要求8所述的系统，其中如果所述确定装置确定所述RTP TS字段增量是 由于静音抑制而改变，那么不改变所述TS一跨距值。
10. 根据权利要求8所述的系统，其中如果所述确定装置确定所述RTP TS字段增量是 由于所述取样/帧速率的改变而改变，那么根据所述取样/帧速率改变所述TS—跨距 值。
11. 根据权利要求9所述的系统，其中仅在语音流中发生静音抑制。
12. 根据权利要求10所述的系统，其中仅在视频流中发生所述取样/帧速率的所述改变。
13. —种在具有压缩器的接入终端与具有解压縮器的接入网络之间改进稳健标头压縮 (ROHC)的方法，其包含将流信息提供到所述压縮器，所述流信息与标头的实时传送协议时戳(RTPTS) 字段的增量的改变相关；确定RTP TS字段增量的所述改变是由于静音抑制还是由于取样/帧速率的改变而 发生的；和通过在TS一跨距由于取样或帧速率改变而改变的情况下将TSJ^距值从所述接入 终端处的所述压縮器发送到所述接入网络处的所述解压縮器且在所述RTP TS字段 增量的所述改变由静音抑制引起的情况下不发送所述TS—跨距来对所述TSjf距执 行适当行为。
14. 根据权利要求13所述的方法，在将所述流信息提供到所述压缩器之后，其进一步 包含将所述TSjf距值设定为所述RTPTS字段的增量值。
15. 根据权利要求14所述的方法，其中如果确定所述RTPTS字段增量是由于静音抑制 而改变，那么不改变所述TS一跨距值。
16. 根据权利要求14所述的方法，其中如果确定所述RTPTS字段增量是由于所述取样 /帧速率的改变而改变，那么根据所述取样/帧速率改变所述TS—跨距值。
17. 根据权利要求15所述的方法，其中仅在语音流中发生静音抑制。
18. 根据权利要求16所述的方法，其中仅在视频流中发生所述取样/帧速率的所述改变。
19. 一种在具有压縮器的接入终端与具有解压縮器的接入网络之间提供稳健标头压縮 (ROHC)的系统，其包含用于将流信息提供到所述压縮器的装置，所述流信息与标头的实时传送协议时戳 (RTPTS)字段的增量的改变相关；用于确定RTP TS字段增量的所述改变是由于静音抑制还是由于取样/帧速率的改 变而发生的装置；和用于通过在TS—跨距由于取样或帧速率改变而改变的情况下将TS一跨距值从所述 接入终端处的所述压縮器发送到所述接入网络处的所述解压缩器且在所述RTP TS 字段增量的所述改变由静音抑制引起的情况下不发送所述TS一跨距来对所述TSjf 距执行适当行为的装置。
20. 根据权利要求19所述的系统，其中所述用于将所述流信息从所述接入网络提供到 所述接入终端的装置进一步包含用于将所述TSjf距值设定为所述RTP TS字段的 增量值的装置。
21. 根据权利要求20所述的系统，其中如果所述确定装置确定所述RTPTS字段增量是 由于静音抑制而改变，那么不改变所述TS—跨距值。
22. 根据权利要求20所述的系统，其中如果所述确定装置确定所述RTPTS字段增量是 由于所述取样/帧速率的改变而改变，那么根据所述取样/帧速率改变所述TS—跨距 值。
23. 根据权利要求21所述的系统，其中仅在语音流中发生静音抑制。
24. 根据权利要求22所述的系统，其中仅在视频流中发生所述取样/帧速率的所述改变。
全文摘要
本发明涉及将RTP TS字段的增量改变解释为由于语音流的静音抑制或由于视频流的取样/帧速率改变而发生。通过正确解释此改变，可正确计算稳健标头压缩中的TS_跨距字段值，从而产生有效的标头压缩性能。在一个方面中，揭示一种在具有压缩器的接入网络AN与具有解压缩器的接入终端AT之间改进ROHC的方法，其包含向所述压缩器提供与标头的RTP TS字段增量改变相关的流信息(302)；确定RTP TS字段增量的所述改变是由于静音抑制还是由于取样/帧速率的改变而发生的(306)；以及对TS_跨距采取适当动作。
文档编号H04L29/06GK101331738SQ200680047673
公开日2008年12月24日 申请日期2006年10月27日 优先权日2005年10月27日
发明者罗希特·卡普尔, 马格努斯·D·克雷茨 申请人:高通股份有限公司