[发明专利]用于数字数据传送的方法与设备

说明书

本发明涉及数字数据传送，特别涉及数字移动电话网络中分组模式数字数据传送的数据分组的压缩与纠错。

对于数字数据传送，时常需要在传送数据之前将信息划分为具有一定大小的分组。每个分组包括一定数量的比特。这些比特的一部分形成分组的有效负载，而这些比特的另一部分形成包含一定控制信息的分组的标题。在互联网中，传送数据分组的服务器将这些标题用于为分组选择路由至其正确的目的地。用于在互联网中在分组传送期间控制这些分组的协议是TCP(传输控制协议)、UDP(用户数据报协议)和IP(网际协议)。这些协议定义如何将数据组合在不同的分组中和如何为每个分组选择从一个节点至其目的地的另一节点的路由。分组模式数据传送具有某些益处并因此设计用于即将出现的无线标准UMTS与GPRS(UMTS，通用移动电话系统；GPRS，通用分组无线电系统)中。由于人们想无论其位置如何都能进行通信和被联络到，所以无线数据传送正在迅速增长。例如GSM的无线数字网络能将移动电话机连接到另一移动电话机或连接到公用交换电话网络(PSTN)或类似于ISDN(综合业务数字网络)的其他网络。例如，从GSM(全球移动通信系统)中知道连接到PSTN的无线移动电话网络(MNW)，MNW允许用户实际上在任何地方并且甚至在旅行时(例如，在火车中)通信。未来无线网络的一个目的是也支持运动图象的传送以便通过无线电链路召开电视会议。

设计特殊的实时协议(RTP)用于实时数据的传送，这允许通过分组模式连接的实时通信，诸如通过互联网连接进行的电视会议和所谓的互联网电话呼叫。

RTP可以和UDP与IP一起用作IP/UDP/RTP。将视频与音频数据封装在RTP(实时协议)分组中，而又将这些RTP分组封装在UDP(用户数据报协议)与IP(互联网协议)数据报中。设计实时传送协议(RTP)用于内联网或互联网上的实时业务。RTP功能包括质量估算与速率适配的损耗检测、数据的排序、媒体内或媒体之间同步、信号源识别和基本成员信息。设计RTP为在任何类型的网络协议上操作并因此为完全自我包含的，这表示它不取决于网络模型的较低层中的任何信息。RTP当今只通过IP/IDP来实施，但可将此协议用于任何类型的分组网络(例如，国家ATM或ISDN)上。RTP标题具有12个八比特组，UDP标题具有8个八比特组，而IP标题具有20个八比特组。因而每个IP数据报总的开销是40个八比特组。由于RTP分组时常只传送少量的有效负载数据的事实，所以标题信息的比例高，并且大部分的可利用带宽必须分配给此开销。

可实现的音频与视频通信的质量取决于最大数据传输速率，即，可利用的带宽。如果不使用音频数据(即，有效负载)的压缩，则通用音频CD质量要求150千字节/秒的带宽。甚至使用有效的MPEG1音频层3(即，MP3)音频压缩，也要求大约15千字节/秒(即，120千比特/秒)的带宽。在例如具有有线连接V.90调制解调器的57.6千比特/秒带宽或具有GSM终端的9.6千比特/秒带宽的实时连接中获得好的质量是困难的。增加数据传送速率总的说来是数据传送中尤其在无线通信中是一个主要目标。提高数据传送速率的一种方式是扩展数据分组的大小并因而减少标题引起的开销。然而，增加分组大小导致数据传送中较长的延迟，这一般并且尤其对于实时数据传送来说与数据传送的总目标相矛盾。影响有效负载的误码的机会在大分组中也变得更有可能。提高传输速率的另一方法利用代数算法压缩数据分组，以便将要传送的数据编码为减少数量的比特，这因为传输的比特数量减少而得到较快速的通信。可以利用有效负载类型特定的压缩算法来压缩此有效负载，并且可将某一标题特定形式应用于这些分组的标题。在这些方法中，分别压缩标题与有效负载，这是因为在只压缩此标题时此标题在某些情况中具有允许更强大压缩的特征。在独立地压缩有效负载与标题时，也更容易再一次解压缩此标题以便进一步进行路由选择。