[发明专利]健壮头标压缩中采用窗基最低有效位解码的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及无线通信中在头标压缩后进行解压缩时 的解码方法及装置。

背景技术

第三代移动通信(3^rd Generation，简称“3G”)技术已经成为全球最关 注的通信技术之一，作为一种新的通信技术，3G不仅支持传统的电路交换， 同时还支持分组交换。而对于3G以后的一些技术，如B3G(Beyond 3G) 和WiMax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等，都已经转 向以分组交换为主，即主要支持互联协议IP(Internet Protocol，简称“IP”) 技术。

对于语音等多媒体应用而言，IP技术可以带来成本的降低，但是按照传 统的IP格式来传送语音，语音分组将承载在RTP(Real-time Transport Protocol，实时传输协议，简称“RTP”)和UDP(User Datagram Protocol， 用户数据报协议，简称“UDP”)协议上，相对于语音数据净荷而言，RTP /UDP/IP报文有很大的头标开销，在IPv4(IP Version 4)中总共是40个 字节，而在IPv6(IP Version 6)中则是60个字节，而实际上的语音净荷只 有10多个字节，带宽利用率只有20％左右。这对于无线空口资源来说会带 来很大的浪费，而通信运营商很大的运营成本则是来自购买无线频段的使用 权，因此高额的无线频谱如果不能够高效率的使用，对于运营商盈利将十分 不利。为此，Internet任务工作组(Internet Engineering Task Force，简称 “IETF”)引入了健壮的头标压缩(Robust Header Compression，简称 “ROHC”)技术，对RTP/UDP/IP头标进行压缩，来提高网络数据的传 输效率。ROHC是一种基于IP的通用压缩技术，因此它可以应用在3G的任 何一种标准，还可以应用在B3G和WiMax等后3G技术上，不仅可以应用 在基站和用户终端，还可以应用在核心网段。ROHC最高可以将40字节的 头标压缩至1个字节，使得实际的带宽利用率提高到90％以上。

ROHC协议的基本原理是对报文的每个头域进行分类，因为相邻分组在 整个流的传输过程中有很多不变化的部分，如IP地址和UDP的端口号等， 还有些是有规律的变化，如RTP头标的序列号SN(Sequence Number，简称 “SN”)和时戳值TS(Timestamp，简称“TS”)等。ROHC协议将报文 头标分为静态部分和动态部分，压缩方和解压缩方双方为每一个数据流保存 一个上下文关联信息(Context)，压缩方在第一次将发送完整的报文，解 压缩方由此解压出静态信息和动态信息，在接下来压缩后的报文将不再包含 原始报文的静态部分。

在空口部分主要变化的域有RTP头标的序列号SN、时戳TS和IP分片 标识符IP-ID(IP Identifier，简称“IP-ID”)，对于多媒体应用如VoIP，相 邻包SN是加1增长的，对于TS，由于语音的采样值是固定的，并且每发 送包的间隔也是固定的，因此其TS的增长也是固定的，设为一个步长值 (TS-STRIDE)，因此相邻包的TS也是固定增长为1个步长TS-STRIDE的 单位；如果IP-ID的变化不是选取的随机增长方式，那么它在相邻包直接也 是逐1增加的，这样TS和IP-ID的值其实都可以由SN直接推断出来。

ROHC主要采用WLSB(Window-Based Least Significant Bits，窗基最低 有效位，简称“WLSB”)算法来压缩SN、TS和IP-ID，WLSB算法用于压 缩那些改变很小的值，其基本思想是取用原始域值的低k比特来代替原始域 值进行传输，在压缩和解压缩器的关联信息(Context)中保存域相对应的 参考值，解压缩器根据这个参考值和事先协商好的一个平移值以及接收到的 k个比特来恢复还原成原始域值。算法引入了解释区间(interpretation intervals)的概念来保证压缩和解压缩的正确性。解释区间定义了一个解码 值的区间，压缩器依据一定的法则来选择需要发送的低k比特数，而解压缩 器则在解释区间内寻找低k比特的值与接收到的k比特数相同的值作为解码 值。