專利名稱：控制通信量壓縮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在媒體數(shù)據(jù)傳輸會話中的RTCP通信量的壓縮方法。具體上，所述方法意欲被用于在因特網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)中的實時或近乎實時的數(shù)據(jù)分組傳輸中，所述因特網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)使用用于媒體數(shù)據(jù)傳送的實時協(xié)議(RTP)和用于控制媒體傳送的實時控制協(xié)議(RTCP)。協(xié)議RTP或RTCP的每種按照在RFC 1889中給出的規(guī)格被分配了可以獲得的會話帶寬的一部分。
背景技術(shù)：
在RFC 1889中定義的實時傳送協(xié)議(RTP)是提供適合于通過多播或單播網(wǎng)絡(luò)服務(wù)發(fā)送實時數(shù)據(jù)的應(yīng)用的、端到端的網(wǎng)絡(luò)傳送功能的實際標(biāo)準(zhǔn)。它被增加了實時控制協(xié)議(RTCP)，以便使得能夠以可調(diào)節(jié)到大的多播網(wǎng)絡(luò)的方式監(jiān)控數(shù)據(jù)傳送的服務(wù)質(zhì)量(QoS)，并且提供最小的控制和識別功能。RTP不處理資源保留，并且不保證實時服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。
RTP使用兩個規(guī)則來限制控制通信量首先，推薦5％的會話帶寬被分配到RTCP通信量，并且它被在會話中的所有參與者共享。其次，推薦用于反饋傳送的最小報告間隔是5秒。在會話中的所有接收器使用它們自己的部分，利用這個5％來計算它們的報告間隔。RTCP報告間隔T定義了需要滿足的、在來自一個來源的兩個RTCP數(shù)據(jù)分組之間的時間間隔。這個間隔很大程度上依賴于平均的RTCP分組大小。
雖然這些規(guī)則使得RTP穩(wěn)定和可用于大多播組，但是它對于單播或小多播情況不是最佳的。對于后者，每個用戶更多的反饋是有益的并且是很可能的。這個問題已經(jīng)被確認(rèn)，并且IETF的音頻視頻傳送工作組正在標(biāo)準(zhǔn)化一個新的RTP規(guī)范概要RTP-AVPF。利用這個新的規(guī)范概要，所推薦的5秒的最小反饋間隔不適用。因此，接收器可以根據(jù)當(dāng)前的會話參數(shù)發(fā)送一些早期的RTCP分組作為對于分組損耗的反饋。
基于IP的實時多媒體應(yīng)用程序由于在實時數(shù)據(jù)流中單個分組的通常小的有效載荷大小而帶來了大的第三層、第四層和上層首標(biāo)開銷。因為無線鏈路的受限的帶寬，首標(biāo)壓縮是移動因特網(wǎng)的必要先決條件，即每當(dāng)基于IP的移動端器件必須與基于IP的基礎(chǔ)設(shè)施通信的時候如此。在RFC 3095中定義的魯棒首標(biāo)壓縮(ROHC)是由IETF標(biāo)準(zhǔn)化的現(xiàn)代首標(biāo)壓縮方案。它提供了復(fù)雜的框架，使得可以根據(jù)不同的鏈路條件細(xì)調(diào)壓縮效率，還是壓縮抵制鏈接差錯的魯棒性。所述協(xié)議通過保持在第一跳躍或最后跳躍無線鏈路的終端的狀態(tài)和通過消除分組首標(biāo)的冗余以及通過以有效的方式編碼信息而工作。在發(fā)送端(或終端)的壓縮器和在接收端的解壓器的狀態(tài)也被稱為“場境”。所述場境包含來自分組流中的在前的首標(biāo)的相關(guān)信息，諸如靜態(tài)字段(staticfield)和用于壓縮和解壓的可能的參考值。描述分組流的附加信息也可以是場境的一部分，例如關(guān)于IP標(biāo)識符字段如何改變的信息和在序號或時間標(biāo)記中的典型的分組間增加。
雖然在RFC 3095中存在四個用于無壓縮、RTP/UDP/IP、UDP/IP和ESP的規(guī)范概要以及僅僅用于IP的規(guī)范概要草案，但是沒有關(guān)于如何可以利用壓縮來處理RTCP分組和首標(biāo)的規(guī)范。
作為使用RTP/RTCP的關(guān)鍵應(yīng)用之一的在移動因特網(wǎng)上的視頻流正在獲得動力。但是，在無線鏈路中的有損耗的行為和長的往返時間使得使用這種應(yīng)用足夠復(fù)雜。一個原因是諸如MPEG-4的幀間視頻壓縮算法，它使用在幀之間的時間相關(guān)性以實現(xiàn)極高的壓縮增益，但是它們也受到公知的差錯傳播的影響，因為參考幀的差錯傳播到所有的從屬的不同幀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于優(yōu)化RTCP通信量的帶寬效率和降低RTCCP報告/反饋間隔。對于在一個會話中的所有參與者之間的和對于雙向操作的、用于RTCP的共享會話帶寬部分是有限的。在稀少的和昂貴的無線鏈路中，頻譜效率是關(guān)鍵的。因此，如何使用這個有限的帶寬效率意味著應(yīng)用經(jīng)由無線鏈路使用RTP的需要。本發(fā)明旨在最大化地將用于RTCP通信量的帶寬效率用于這些用途中而不超過可以獲得的RTCP帶寬部分。RTCP報告間隔是對于同一會話內(nèi)在來自同一接收器的兩個連續(xù)報告之間的時段。它受到兩個方面的延遲時間的影響。RTCP報告延遲時間是在接收器檢測到分組損耗和發(fā)送報告/反饋之間的時段、以及由于鏈路的往返時間(RTT)的延遲時間。雖然后者難于避免，但是所述報告延遲時間可以被用于優(yōu)化。用于計算被定義為報告間隔T的這個延遲時間的公式可以被表達(dá)如下T＝avg_rtcp_size*n/rtcp_bw對于其中在單播和小多播會話中使用RTP/RTCP的典型情況，參與者的數(shù)量n相對固定。以降低參與者的數(shù)量為代價來降低延遲時間是不期望的。這僅僅對于RTCP帶寬部分rtcp_bw和平均RTCP分組大小avg_rtcp_size留下了實驗性空間。如上所述，所述手段通過提高RTCP帶寬部分來降低報告間隔，但是它們修改RTCP帶寬部分的規(guī)則，所述RTCP帶寬部分最大是總的可獲得的會話帶寬的5％。而且這些手段可能遇到兼容性的問題。
根據(jù)上述討論，改進(jìn)、即降低RTCP協(xié)議的報告間隔的唯一的可能性是降低平均RTCP分組大小avg_rtcp_size。由于RTCP報告間隔T與平均RTCP分組大小成正比，因此壓縮RTCP分組可以將分組大小降低到高達(dá)原始RTCP分組的10％的水平。這將導(dǎo)致控制協(xié)議分組的較小的平均分組大小，因此導(dǎo)致很小的報告間隔T。
據(jù)此，本發(fā)明提供了一種用于對控制RTP媒體數(shù)據(jù)傳輸會話的RTCP通信量的壓縮方法。在此所述的壓縮原理基本上可以適用于在有線/固定的網(wǎng)絡(luò)或無線/移動中的、用于實時和近乎實時的媒體傳送的任何種類的使用RTP的鏈路。
在按照本發(fā)明的數(shù)據(jù)傳輸中的終端保存壓縮器和解壓器的內(nèi)容狀態(tài)。由于在場境中保持的結(jié)構(gòu)，因此在解壓器修理和恢復(fù)不同步的場境是可能的。而且，有可能動態(tài)地限定分組格式和壓縮器的和解壓器的場境。
所述壓縮方法通過初始向接收終端發(fā)送場境參數(shù)而初始化控制通信流的場境。如果必要的話，則在會話期間利用較小尺寸的分組(壓縮的控制分組)更新場境。后面的分組用于執(zhí)行部分場境更新的情況下。也有可能利用初始化分組定期地更新場境?？梢詫鼍硡?shù)分類為靜態(tài)和動態(tài)參數(shù)。靜態(tài)場境參數(shù)是先驗已知的參數(shù)或在會話期間不改變的參數(shù)。作為在會話期間改變的參數(shù)的動態(tài)場境參數(shù)在新定義的分組或壓縮的控制分組中被發(fā)送到接收端。
因為不同的可能場境參數(shù)(也包括標(biāo)準(zhǔn)RTCP數(shù)據(jù)分組的所有字段)是已知的，因此它們可以便利地被劃分為靜態(tài)和動態(tài)場境參數(shù)。根據(jù)這個分類，可以執(zhí)行首標(biāo)和數(shù)據(jù)壓縮。
為了進(jìn)一步降低通信量開銷，因此先驗已知的場境參數(shù)可以被省略，并且因此不被發(fā)送，雖然有可能通過利用在此說明的壓縮和解壓機制來執(zhí)行這些分組的壓縮。
為了初始化一個會話，至少一個包括這些場境參數(shù)的初始化分組被發(fā)送到接收節(jié)點。由于被包括的參數(shù)包括靜態(tài)信息，這些信息僅僅需要被發(fā)送一次。因此，可以大大地降低要被發(fā)送的總的通信量。動態(tài)場境參數(shù)例如在控制協(xié)議特定分組(壓縮的控制分組)中被發(fā)送。刷新的分組允許分組源可以在接收節(jié)點更新場境信息?？刂品纸M主要對應(yīng)于從標(biāo)準(zhǔn)RTCP協(xié)議已知的那些分組。
相反，壓縮的控制分組在它們的分組結(jié)構(gòu)上被改變，以便可以大大地減少它們的內(nèi)容的大小(以比特為單位)并且引入諸如初始化分組和刷新分組的新的分組。因此，與標(biāo)準(zhǔn)的RTCP協(xié)議相比較，可以大大地降低控制協(xié)議的控制分組的總的平均分組大小。
由于RTCP源描述分組和RTCP BYE分組的內(nèi)容在會話期間不頻繁地改變或不經(jīng)常發(fā)生，因此在所公開的方法中將不壓縮在控制協(xié)議中的對應(yīng)的源描述分組和BYE分組，雖然有可能利用在此所述的壓縮和解壓機制執(zhí)行這些分組的壓縮。所述兩種分組具有與對應(yīng)的RTCP分組類似的格式。
在分類場境參數(shù)之后，在發(fā)送它們之前，從這些靜態(tài)場境參數(shù)和——如果需要的話——從動態(tài)場境參數(shù)的初始化值形成至少一個初始化分組。在發(fā)送相同的從前的動態(tài)場境參數(shù)形成刷新的分組。
為了達(dá)到最大的壓縮水平，動態(tài)場境參數(shù)被進(jìn)一步分類為偶爾改變的場境參數(shù)、隨機字符的場境參數(shù)、類似計數(shù)器(counter-like)的場境參數(shù)、經(jīng)常改變的場境參數(shù)和規(guī)則地改變固定的增量的場境參數(shù)。依賴于動態(tài)場境參數(shù)的種類，通過編碼來壓縮參數(shù)以便在將它們并入控制數(shù)據(jù)分組之前降低它們的大小。特殊地，可以利用最低有效位(LSB)編碼來編碼類似計數(shù)器的場境參數(shù)、經(jīng)常改變的場境參數(shù)和規(guī)則地改變固定的增量的場境參數(shù)。
利用最低有效位(LSB)編碼來使用被編碼的字段值的K個最低有效位而非原始的字段值，其中K是正整數(shù)。在接收K個比特之后，解壓所壓縮的數(shù)據(jù)分組的、在分組接收端的解壓器使用作為基準(zhǔn)的在前接收的值來得到原始值。


圖1示出了由壓縮方法使用來初始化會話的初始化分組的分組格式，圖2示出了由壓縮方法使用來更新動態(tài)場境參數(shù)的刷新分組的分組格式，圖3示出了由壓縮方法使用的發(fā)送器報告分組的分組格式。
圖4示出了由壓縮方法使用的接收器報告分組的分組格式。
圖5示出了由壓縮方法使用的應(yīng)用定義的分組的分組格式。
具體實施例方式
為了降低報告間隔T，減小控制協(xié)議的數(shù)據(jù)分組的平均分組大小。在RFC1889中定義的標(biāo)準(zhǔn)RTCP協(xié)議使用下面的分組以控制在實時或近乎實時的環(huán)境中的媒體數(shù)據(jù)傳輸發(fā)送器報告，用于在媒體數(shù)據(jù)傳輸會話中發(fā)送和接收來自作為有效發(fā)送器的參與者的靜態(tài)內(nèi)容；接收器報告，用于從不是有效發(fā)送器的參與者接收靜態(tài)內(nèi)容；源描述項，用于說明發(fā)送源；BYE分組，用于指示前一個參與者的參與的結(jié)束；應(yīng)用限定的(APP)分組，用于發(fā)送應(yīng)用特定的數(shù)據(jù)。
為了降低上述的數(shù)據(jù)分組的大小，首先分析在分組結(jié)構(gòu)的字段。一般，在RTCP分組中的所有字段可以被分類為靜態(tài)場境參數(shù)，它們是被期望在分組流(會話)的使用期限內(nèi)恒定的字段；動態(tài)場境參數(shù)，它們是被期望在限定值組或范圍內(nèi)或以一些方式、例如隨機地或一些其他的方式變化的字段。
動態(tài)場境參數(shù)(動態(tài)RTCP分組字段)可以進(jìn)一步被分類如下偶爾改變的場境參數(shù)、隨機字符的場境參數(shù)、類似計數(shù)器(counter-like)的場境參數(shù)、經(jīng)常改變的場境參數(shù)和規(guī)則地改變固定的增量的場境參數(shù)。
偶爾改變的場境參數(shù)是那些偶爾改變但在有限個數(shù)量的分組之后恢復(fù)它們的原始值的字段。對于在標(biāo)準(zhǔn)RTCP分組內(nèi)的場境參數(shù)和字段，那些值或字段是接收報告計數(shù)(RC)，它指示在分組中報告塊的數(shù)量；源計數(shù)(SC)字段，它們指示在源描述分組中的同步源或貢獻(xiàn)源的數(shù)量，或者識別在BYE分組(by packet)中的同步源或貢獻(xiàn)源的數(shù)量；有效載荷類型(PT)字段，它識別獨立的分組類型；源描述(SDES)項目，包括描述分組源屬性的信息；子類型字段，在應(yīng)用限定的(APP)分組內(nèi)，允許在唯一名稱下定義一組應(yīng)用限定的(APP)分組。
那些偶爾改變的場境參數(shù)可以被初始發(fā)送來用于初始化，但是如果它們改變也應(yīng)當(dāng)存在一種發(fā)送或更新那些字段的方式。因此，對于壓縮的數(shù)據(jù)分組的所建議的控制協(xié)議引入了刷新分組，它被用于發(fā)送場境參數(shù)來用于更新的目的。下面進(jìn)一步說明分組的使用和結(jié)構(gòu)。
經(jīng)常改變的場境參數(shù)包括那些通?；蛘吆愣ɑ蛘呔哂锌梢詮囊恍┢渌淖侄螌?dǎo)出的值、但是經(jīng)常脫離這種行為的參數(shù)。因此，必須有一種有效的方式來更新在接收器或發(fā)送器端更新所述經(jīng)常改變的場境參數(shù)。所述的刷新分組可以用于這樣的情況下，或者在新定義的控制分組中各個字段原樣被發(fā)送。
必須經(jīng)常更新的字段包括RTP時間標(biāo)記，它們指示自最后接收到的發(fā)送器報告起的延遲(自最后的發(fā)送器報告起的延遲)的字段；最后的發(fā)送器報告的時間標(biāo)記；到達(dá)之間的抖動字段，它們指示RTP數(shù)據(jù)分組到達(dá)之間的時間的這些統(tǒng)計變化的估計值；RTCP分組的長度字段。
另一個類別的動態(tài)場境參數(shù)是隨機字符的分組。那些參數(shù)的示例是在由J.Ott et al.in“Extended RTP Profile for RTCP-based Feedback(RTP/AVPF)”，Internet Draft，Oct.2002(J.Ott等在“用于基于RTCP的反饋(RTP/AVPF)的擴展RTP規(guī)范概要”，因特網(wǎng)草案，2002年10月)所指定的RTCPAPP分組的比特映象屏蔽(mask)(BLP)中的RTCP部分損耗。由于那些字段完全隨機，因此它們被原樣包括在所有的壓縮分組首標(biāo)中。
下一個類別的動態(tài)場境參數(shù)是類似計數(shù)器的場境參數(shù)。那些參數(shù)是像計數(shù)器一樣作為的字段，并且在所有的RTCP分組的不同計數(shù)值之間具有固定的增量。對于那些字段的傳輸編碼的唯一要求是在發(fā)送器端的壓縮器和在接收器端的解壓器之間的分組損耗必須是可以容許的。如果那些字段的幾個存在，則所有那些字段也可以一起被通信。這樣的參數(shù)也可以用于解釋經(jīng)常改變的場境參數(shù)的值。
那些字段的示例是RTP序號；擴展的所接收的最高序號字段；發(fā)送器的分組計數(shù)，指示在會話開始和包括發(fā)送器分組計數(shù)的分組的產(chǎn)生之間的時間幀中、發(fā)送器已經(jīng)發(fā)送的RTP分組的總數(shù)；分組發(fā)送器的八比特組計數(shù)，它指示在RTP分組中由發(fā)送器在會話開始和包括發(fā)送器分組計數(shù)的分組的產(chǎn)生之間的時間幀中發(fā)送的有效載荷八比特組的總數(shù)；損耗分組的累計數(shù)量，它指示在發(fā)送期間損耗的分組的累計數(shù)量。
最后一種動態(tài)場境參數(shù)包括那些以固定的增量規(guī)則變化的場境參數(shù)。在連續(xù)的分組中，那些字段通常提高固定的增量。因此，那些字段彼此相關(guān)聯(lián)。在這種場境中，可取的是使用初始化分組來啟動字段的值，然后通過發(fā)送它們的增量來更新字段。
以固定的增量規(guī)則變化的場境參數(shù)的一個示例是RTP時間標(biāo)記。
而且，可以確定在靜態(tài)和動態(tài)場境參數(shù)之外的第三種類型。在標(biāo)準(zhǔn)RTCP分組中的所謂的公知或先驗已知字段可以或者在初始化期間被發(fā)送或者被省略。先驗已知場境參數(shù)的一個示例是RTCP版本字段。
可以例如通過用于分組和首標(biāo)壓縮的引用表來執(zhí)行場境參數(shù)的所述分類。也有可能在所建議的新RTCP壓縮方法中動態(tài)地分類場境參數(shù)。
在已經(jīng)分類了場境參數(shù)之后，編碼動態(tài)場境參數(shù)的一部分以降低它們的大小。具體上，類似計數(shù)器的場境參數(shù)、經(jīng)常改變的場境參數(shù)和以固定的增量規(guī)則變化的場境參數(shù)被最低有效位(LSB)編碼，以便可以充分地減少原始字段的大小(以比特為單位)。
在分類場境參數(shù)之后，形成控制協(xié)議的分組。為了初始化一個會話，形成和發(fā)送一個初始化分組。圖1示出了一個初始化分組的分組格式。所述分組包括靜態(tài)場境參數(shù)，諸如填充標(biāo)志、發(fā)送器和源的同步源；在分組的“靜態(tài)鏈”字段中的貢獻(xiàn)源字段。所述“靜態(tài)鏈”字段因此是象分組的“動態(tài)鏈”字段一樣在長度上可變的。而且，在初始化分組中并入了源計數(shù)和接收報告計數(shù)、有效載荷類型標(biāo)識、一個或多個SDES項和應(yīng)用限定(APP)的分組的子類型字段。
偶爾變化的場境參數(shù)也可以被集成到使用它們的初始值而形成的初始化分組中。這些偶爾變化的場境參數(shù)的初始化值位于初始化分組的“動態(tài)鏈”字段內(nèi)。
一旦初始化了偶爾變化的場境參數(shù)，則可以通過刷新分組在下面更新它們。
詳細(xì)而言，被壓縮的初始化分組包括場境ID(CID，“Add-CID octet”)，它識別在分組接收端要使用的解壓器的狀態(tài)，以便在分組的開頭解壓初始化分組；分組標(biāo)識符(“1111110D”)，用于使能分組接收器來識別分組類型；發(fā)送器的規(guī)范概要的規(guī)范概要信息(“Profile”)；循環(huán)冗余查看(“CRC”)字段，用于查看初始化分組的數(shù)據(jù)完整性；靜態(tài)信息鏈(“Static Chain”)，包括靜態(tài)場境參數(shù)；最后，動態(tài)信息鏈(“動態(tài)鏈”)，包括必須被初始化一次的動態(tài)場境參數(shù)。后者對應(yīng)于上述的偶爾改變的場境參數(shù)，諸如源計數(shù)、接收報告計數(shù)、RTCP有效載荷類型、SDES項和應(yīng)用限定(APP)的分組的子類型字段。
圖2示出了刷新分組的分組格式。由于初始化分組的后面所述的字段是動態(tài)的，因此引入新的刷新分組來更新那些字段。詳細(xì)而言，刷新分組包括場境ID(CID，“Add-CID octet”)，它識別在分組接收端要使用的首標(biāo)解壓器的狀態(tài)，以便解壓刷新分組；分組標(biāo)識符(“11111000”)；分組發(fā)送器的規(guī)范概要信息(“Profile”)；循環(huán)冗余查看(“CRC”)字段，用于查看刷新分組的數(shù)據(jù)完整性；動態(tài)信息鏈(“動態(tài)鏈”)，包括必須被更新的動態(tài)場境參數(shù)。
另外，在使用大場境標(biāo)識符(CID)的情況下，初始化分組和刷新分組可以包括跟隨分組標(biāo)識符的多達(dá)兩個附加字節(jié)。
圖3和4示出了發(fā)送器和接收器報告分組的壓縮版本，圖5示出了新的壓縮應(yīng)用限定(APP)的分組。
源描述分組和BYE分組對應(yīng)于在RFC 1889中所提出的標(biāo)準(zhǔn)分組格式。這是因為那些分組在一個會話中是很少出現(xiàn)的，因此它們的壓縮將不會大大降低RTCP分組的平均分組大小。
如圖3所示的發(fā)送器報告分組包括一個分組首標(biāo)和至少一個報告塊。所述報告塊可以后隨規(guī)范概要特定的擴展。在規(guī)范概要特定的擴展中，落入上述的類別之一中的所有字段也可以使用最小有效位編碼來被壓縮。因此，也可以減小擴展字段的大小，導(dǎo)致較小的平均分組大小。
在附圖中的縮寫“LSB”表示“最小有效位”，并且指示各個字段被最小有效位編碼。
發(fā)送器報告分組的首標(biāo)包括分組標(biāo)識符(“111”)，用于識別發(fā)送器報告分組類型。而且，接收報告計數(shù)字段(“RC”)指示在壓縮的發(fā)送器報告分組中包括的報告塊的數(shù)量。有效發(fā)送器標(biāo)志(“S”)指示形成報告塊的參與者是有效的發(fā)送器[Gu1]與否[FH2]。循環(huán)冗余查看(“CRC”)字段用于查看被壓縮的發(fā)送器報告分組的數(shù)據(jù)完整性。填充標(biāo)志或比特“P”指示是否發(fā)送器報告分組包括在分組尾部的附加的填充字段。附加的填充字段不是實際的場境參數(shù)的一部分。
最小有效位(LSB)編碼的RTP時間標(biāo)記(“LSB Scaled RTP Timestamp”)還被包括在首標(biāo)內(nèi)。一個擴展標(biāo)志(“X”)指示是否分組在分組尾部的特殊擴展字段中包括規(guī)范概要特定擴展。
為了進(jìn)一步減少發(fā)送器報告分組大小，發(fā)送器的分組計數(shù)字段也被最小有效位(LSB)編碼。在發(fā)送器報告分組的首標(biāo)中的發(fā)送器的分組計數(shù)字段(“LSB Sender’s Packet Count”)指示在媒體數(shù)據(jù)傳輸會話的開始和相應(yīng)的發(fā)送器報告分組的產(chǎn)生之間的時間幀中發(fā)送器已經(jīng)發(fā)送的RTP分組的總數(shù)。
而且，發(fā)送器報告分組的首標(biāo)包括用于發(fā)送器八比特組計數(shù)的字段，它指示在RTP數(shù)據(jù)分組中由發(fā)送器在會話的開始和發(fā)送器報告分組的產(chǎn)生之間的時間幀中發(fā)送的有效載荷八比特組的總數(shù)。再一次，所述字段被最小有效位(LSB)編碼以降低分組首標(biāo)的大小。在附圖中，這個字段被分為兩個部分(“LSB Sender Octet Count Partl”和“LSB SOC P2”)，分組的第五個字節(jié)和分組的第六個字節(jié)的前面五個比特包含發(fā)送器的八比特組計數(shù)。
分組首標(biāo)還包括一個指示發(fā)送器的報告長度的字段(“LSB Len SR”)。這個字段也被最小有效位(LSB)編碼。在分組的第六個字節(jié)之后，首標(biāo)的尾部被標(biāo)注了“+＝+＝+＝”行。
在發(fā)送器報告分組中的所述至少一個報告塊包括下列字段部分損耗字段(“fraction lost”)指示被容許接收的分組的數(shù)量除損耗的分組的數(shù)量，累計損耗字段(“cummu.loss”)指示在傳輸期間損耗的分組的累計數(shù)量。為了降低大小，累計損耗字段與報告塊的剩余字段一樣被最小有效位(LSB)編碼。序號循環(huán)字段(“LSB SN Cycle”)指示所接收的分組的擴展最高序號的序號周期。最高序號字段(”LSB Highest SN”)指示由發(fā)送器報告分組的發(fā)送器接收的最高序號。到達(dá)間抖動字段(“intera.jitter”)包括RTP數(shù)據(jù)分組到達(dá)之間的時間的統(tǒng)計變化的估計值。在報告塊中還包括RTP時間標(biāo)記字段(“LSB TS last SR”)，它指示自已經(jīng)發(fā)送了最后一個發(fā)送器報告之后的時間。也包括用于指示自最后一個壓縮RTCP發(fā)送器報告起的延遲的字段。
在報告塊中除了部分損耗字段之外的所有字段使用最小有效位(LSB)編碼被編碼。
一個單個報告塊是四個字節(jié)長(附圖中示出的字節(jié)七-十)。如圖所示，單個發(fā)送器報告可以包括多個報告塊。
除了發(fā)送器報告分組之外，還在下面提出RTCP接收器報告分組的壓縮版本。圖4所示的接收器報告分組包括首標(biāo)(字節(jié)一到三)和與上述的報告塊類似的至少一個報告塊。壓縮的接收器報告分組以及壓縮的發(fā)送器報告分組也可以包括在它們的尾部的規(guī)范概要特定擴展，由在分組首標(biāo)中的擴展標(biāo)志(“X”)指示。
接收器報告分組的首標(biāo)包括一個分組標(biāo)識符(“111”)，用于識別接收器報告分組類型，因此接收端可以識別接收器報告的壓縮版本。接收計數(shù)字段(“RC”)指示在接收器報告分組中包括的報告塊的數(shù)量。作為發(fā)送器報告分組，[Gu3]接收器報告分組可以包括跟隨各個分組首標(biāo)的幾個報告塊。
有效發(fā)送器指示標(biāo)志(“S”)指示產(chǎn)生各個報告塊的會話參與者的狀態(tài)。而且，循環(huán)冗余查看字段被包括以驗證數(shù)據(jù)完整性。填充標(biāo)志(“P”)指示是否接收器報告分組在接收器報告分組的尾部包含附加的填充字段。所述附加填充字段不是實際場境參數(shù)的一部分。最后，在接收器報告分組的首標(biāo)中包括長度字段(“LSB Length RR”)以指示最小有效位(LSB)編碼格式的壓縮RTCP接收器報告的長度。
最后，圖5示出了應(yīng)用限定(APP)分組格式。所提出的壓縮的應(yīng)用限定(APP)分組格式的用戶僅僅適用于使用由Ott等提出的增進(jìn)的RTCP反饋的情況下。因此，這個分組規(guī)格比一般的方式更為應(yīng)用特殊——如其名稱所示。
壓縮的應(yīng)用限定(APP)分組格式包括分組標(biāo)識符(“111”)，用于標(biāo)識壓縮的應(yīng)用限定(APP)分組。反饋類型字段(“FMT”)指示在這個分組中提供的反饋類型。而且，在反饋長度字段(“LSB Feedback Length”)中指示了分組的長度。這個字段被最小有效位(LSB)編碼。比特屏蔽字段(“BLP”)指示最后的分組。第一比特是BLP字段(比特屏蔽字段)，允許對在由分組標(biāo)識符指示的RTP分組后面緊隨的任何RTP分組報告損耗。在反饋類型字段(FMT)指示[Gu4]一般確認(rèn)的情況下，BLP字段的第一比特是(所謂的R比特)1。在這種情況下，BLP字段用于識別由所述壓縮的應(yīng)用限定(APP)分組確認(rèn)的附加分組的數(shù)量。否則，如果R＝0，則BLP字段帶有指示損耗分組的比特屏蔽。
總之，上面提出的壓縮控制分組以及兩個新引入的分組格式(初始化分組和刷新分組)意欲降低控制協(xié)議的分組的總體平均分組大小，使得可以降低報告間隔T。
一方面[Gu5]，通過“提前”發(fā)送在初始化分組內(nèi)的靜態(tài)場境參數(shù)以及初始化偶爾改變的場境參數(shù)來降低數(shù)據(jù)量。為了能夠在偶爾改變的場境參數(shù)改變時更新它，使用刷新分組來做到這一點。另一方面，編碼多數(shù)控制分組字段，以便進(jìn)一步降低它們的大小。
因此，與標(biāo)準(zhǔn)RTCP協(xié)議相比較，有可能降低壓縮的控制數(shù)據(jù)分組的平均大小。因此，利用所提出的分組格式，有可能大大降低報告間隔T而不擴展控制通信量[Gu5][FH7]的所分配帶寬。因此，通過能夠在較短的時間間隔中提供反饋，媒體數(shù)據(jù)傳輸會話的參與者可以比在使用標(biāo)準(zhǔn)RTP/RTCP協(xié)議組合的會話中更快地適應(yīng)于變化的傳輸環(huán)境。因此，可以大大地改進(jìn)諸如MPEG-4編碼視頻數(shù)據(jù)的被發(fā)送(或被廣播)的應(yīng)用數(shù)據(jù)的整體質(zhì)量。
所提出的首標(biāo)和數(shù)據(jù)壓縮機制僅僅處理RTCP首標(biāo)和數(shù)據(jù)部分，而不是低層UDP/IP首標(biāo)。因此，與一般適用于最后一個跳躍或第一個跳躍點到點鏈路的、諸如與在RPF 3095中所提出的首標(biāo)壓縮方案相比較，在此所述的手段可以被最后跳躍或第一跳躍的端到端適用。沿著去分組的路線的中間跳躍不必關(guān)心被壓縮的控制分組，因為中間跳躍將它們看作或者第三層IP分組數(shù)據(jù)或第四層傳送層分組數(shù)據(jù)。不引入任何附加的中間主機的開銷。但是如果與用于在第一/最后跳躍無線鏈路中的低層首標(biāo)的魯棒首標(biāo)壓縮一起使用，則可以節(jié)省更多的帶寬。
權(quán)利要求
1.一種用于壓縮媒體數(shù)據(jù)傳輸中的控制通信量的方法，所述媒體數(shù)據(jù)傳輸在可以獲得的會話帶寬的分配部分內(nèi)使用實時傳送協(xié)議(RTP)和實時控制協(xié)議(RTCP)，所述實時傳送協(xié)議(RTP)和實時控制協(xié)議(RTCP)特別用于在因特網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)中的實時或近乎實時的多媒體數(shù)據(jù)傳送，其中，所述方法包括步驟通過初始發(fā)送場境參數(shù)來初始化控制通信流的場境；如果必要的話，使用壓縮的控制分組在會話期間更新所述場境。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，場境參數(shù)被分類為靜態(tài)場境參數(shù)和動態(tài)場境參數(shù)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，還包括步驟省略先驗已知的場境參數(shù)。
4.如權(quán)利要求1-3之一所述的方法，其中，在至少一個初始化分組內(nèi)發(fā)送所述靜態(tài)場境參數(shù)。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的方法，其中，在初始化分組、刷新分組或壓縮控制分組中發(fā)送動態(tài)場境參數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，在源描述(SDES)分組和BYE分組中進(jìn)一步發(fā)送動態(tài)場境參數(shù)。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，所述方法用于在壓縮器和解壓器之間的壓縮控制數(shù)據(jù)傳輸，所述方法還包括步驟在初始化步驟之前，限定所述初始化分組、所述刷新分組和所述壓縮控制分組的分組格式以及壓縮器和解壓器場境參數(shù)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述方法還包括步驟如果必要的話，在所述解壓器修理和恢復(fù)不同步的場境。
9.如權(quán)利要求2-8之一所述的方法，其中，在所述初始化步驟中發(fā)送用于所述動態(tài)場境參數(shù)的初始化值作為基準(zhǔn)。
10.如權(quán)利要求2-9之一所述的方法，還包括步驟在發(fā)送所述靜態(tài)場境參數(shù)之前，從所述靜態(tài)場境參數(shù)形成至少一個初始化分組。
11.如權(quán)利要求2-10之一所述的方法，還包括步驟在發(fā)送所述動態(tài)場境參數(shù)之前，從所述動態(tài)場境參數(shù)形成刷新分組和壓縮的控制分組。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，形成刷新分組和壓縮的控制分組的步驟還形成源描述分組和BYE分組。
13.如權(quán)利要求2-12之一所述的方法，還包括步驟將所述動態(tài)場境參數(shù)分類為偶爾改變的場境參數(shù)、隨機字符的場境參數(shù)、類似計數(shù)器的場境參數(shù)、經(jīng)常改變的場境參數(shù)和規(guī)則地改變固定的增量的場境參數(shù)。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，還包括步驟利用最小有效位(LSB)編碼來編碼所述類似計數(shù)器的場境參數(shù)、所述經(jīng)常改變的場境參數(shù)和所述規(guī)則地改變固定的增量的場境參數(shù)。
15.如權(quán)利要求12-14之一所述的方法，其中，形成刷新分組和壓縮的控制分組的步驟將所述偶爾改變的場境參數(shù)和所述隨機字符的場境參數(shù)以未編碼的形式集成到所述形成的分組，并且將所述類似計數(shù)器的場境參數(shù)、所述經(jīng)常改變的場境參數(shù)和所述規(guī)則地改變固定的增量的場境參數(shù)以編碼的形式集成到所述分組中。
16.如權(quán)利要求3-14之一所述的方法，其中，所述先驗已知的場境參數(shù)包括控制協(xié)議版本。
17.如權(quán)利要求2-16之一所述的方法，其中，所述靜態(tài)場境參數(shù)包括填充標(biāo)志，用于指示是否發(fā)送器報告分組在發(fā)送器報告分組的尾部包含一個附加填充字段，它不作為場境參數(shù)的一部分；至少一個同步源(SSRC)標(biāo)識符，用于標(biāo)識媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆纸M發(fā)送器或源；至少一個貢獻(xiàn)源(CSRC)標(biāo)識符，用于識別是至少一個向數(shù)據(jù)分組增加內(nèi)容的源。
18.如權(quán)利要求13-17之一所述的方法，其中，所述偶爾改變的場境參數(shù)包括分組的下列字段接收報告計數(shù)(RC)字段，它指示在分組中報告塊的數(shù)量；源計數(shù)(SC)字段，它們指示在源描述(SDES)分組中的同步源(SSRC)或貢獻(xiàn)源(CSRC)的數(shù)量，或者識別在BYE分組中的同步源(SSRC)或貢獻(xiàn)源(CSRC)的數(shù)量；有效載荷類型(PT)字段，它識別分組類型；源描述(SDES)項目，包括描述分組源屬性的信息；子類型字段，在應(yīng)用限定的(APP)分組內(nèi)，允許在唯一名稱下定義一組應(yīng)用限定的(APP)分組。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述源描述(SDES)項目包括正規(guī)的端點標(biāo)識符(CNAME)項目，用于描述用戶和源的域名，用戶名稱(NAME)項目，用于描述源的通用名稱，電子郵件地址(EMAIL)項目，用于描述源的電子郵件地址，電話號碼(PHONE)項目，用于描述源的電話號碼，地理用戶位置(LOC)項目，用于描述源的地理位置，應(yīng)用或工具名稱(TOOL)項目，用于描述產(chǎn)生媒體數(shù)據(jù)的源應(yīng)用的名稱，注意或狀態(tài)(NOTE)項目，用于描述源的狀態(tài)的瞬態(tài)消息，專用擴展(PRIV)項目，用于定義實驗或應(yīng)用特定的擴展。
20.如權(quán)利要求13-19之一所述的方法，其中，所述隨機字符的場境參數(shù)包括部分損耗字段，用于指示被容許接收的分組的數(shù)量除損耗的分組的數(shù)量，和包括損耗分組的比特屏蔽的字段(BLP)。
21.如權(quán)利要求13-20之一所述的方法，其中，所述經(jīng)常改變的場境參數(shù)包括實時傳送協(xié)議(RTP)時間標(biāo)記字段，用于指示自所接收的最后一個發(fā)送器報告的延遲，最后的發(fā)送器報告的時間標(biāo)志字段，到達(dá)之間抖動字段，用于指示實時協(xié)議(RTP)數(shù)據(jù)分組到達(dá)之間的時間的統(tǒng)計變化的估計值，長度字段，指示分組的長度。
22.如權(quán)利要求13-21之一所述的方法，其中，所述類似計數(shù)器的場境參數(shù)包括實時協(xié)議(RTP)序號，指示所接收的分組的擴展的最高序號的字段，分組發(fā)送器的分組計數(shù)，用于指示在會話開始和包括發(fā)送器分組計數(shù)的分組的產(chǎn)生之間的時間幀中、發(fā)送器已經(jīng)發(fā)送的實時協(xié)議(RTP)分組的總數(shù)；分組發(fā)送器的八比特組計數(shù)，用于指示在實時協(xié)議(RTP)分組中由發(fā)送器在會話開始和包括發(fā)送器的八比特組計數(shù)的分組的產(chǎn)生之間的時間幀中發(fā)送的有效載荷八比特組的總數(shù)；指示在發(fā)送期間損耗的分組的累計數(shù)量的字段。
23.如權(quán)利要求11-22之一所述的方法，其中，所述壓縮的控制分組可以是發(fā)送器報告分組、接收器報告分組和應(yīng)用限定(APP)分組。
24.如權(quán)利要求10或11所述的方法，其中，所述形成初始化分組的步驟形成初始化分組，包括場境標(biāo)識符，用于識別要用于解壓分組的首標(biāo)解壓器的狀態(tài)，分組標(biāo)識符，用于使得分組接收器能夠識別分組類型，規(guī)范概要信息，包括分組發(fā)送器的規(guī)范概要信息，循環(huán)冗余查看(CRC)字段，用于查看更新的分組的數(shù)據(jù)完整性；靜態(tài)信息鏈，包括靜態(tài)場境參數(shù)，和動態(tài)信息鏈，包括動態(tài)場境參數(shù)。
25.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述形成刷新分組和壓縮控制分組的步驟形成刷新分組，包括場境標(biāo)識符，用于識別要用于解壓分組的首標(biāo)解壓器的狀態(tài)，分組標(biāo)識符，用于使得分組接收器能夠識別分組類型，規(guī)范概要信息，包括分組發(fā)送器的規(guī)范概要信息，循環(huán)冗余查看(CRC)字段，用于查看更新的分組的數(shù)據(jù)完整性；動態(tài)信息鏈，包括動態(tài)場境參數(shù)。
26.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述形成刷新分組和壓縮控制分組的步驟形成發(fā)送器報告分組，包括一個發(fā)送器報告分組首標(biāo)和至少一個報告塊。
27.如權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述發(fā)送器報告分組首標(biāo)包括分組標(biāo)識符，用于識別發(fā)送器報告分組類型，接收報告計數(shù)字段，用于指示包括在發(fā)送器報告分組中的報告塊的數(shù)量；有效發(fā)送器標(biāo)志，用于指示產(chǎn)生報告塊的會話參與者是否有效，循環(huán)冗余查看(CRC)字段，用于查看發(fā)送器報告分組的數(shù)據(jù)完整性，填充標(biāo)志，用于指示發(fā)送器報告分組在發(fā)送器報告分組尾部是否包含附加的填充字段。附加的填充字段不是所述場境參數(shù)的一部分，最小有效位(LSB)編碼的實時協(xié)議(RTP)時間標(biāo)記，擴展標(biāo)志，用于指示發(fā)送器報告分組還包括擴展字段，最小有效位(LSB)編碼的發(fā)送器的分組計數(shù)字段，用于指示在會話開始和發(fā)送器報告分組的產(chǎn)生之間的時間幀中、發(fā)送器已經(jīng)發(fā)送的實時協(xié)議(RTP)分組的總數(shù)，最小有效位(LSB)編碼的發(fā)送器的八比特組計數(shù)字段，用于指示在會話開始和發(fā)送器報告分組的產(chǎn)生之間的時間幀中、在實時協(xié)議(RTP)數(shù)據(jù)分組中由發(fā)送器發(fā)送的有效載荷八比特組的總數(shù)，和長度字段，用于指示以最小有效位(LSB)編碼格式的發(fā)送器報告的長度。
28.如權(quán)利要求11-27之一所述的方法，其中，所述形成刷新分組和壓縮控制分組的步驟形成壓縮的接收器報告分組，包括一個接收器報告分組首標(biāo)和至少一個報告塊。
29.如權(quán)利要求27所述的方法，其中，所述接收器報告分組首標(biāo)包括分組標(biāo)識符，用于識別接收器報告分組類型，接收報告計數(shù)字段，用于指示在接收器報告分組中包括的報告塊的數(shù)量；有效發(fā)送器標(biāo)志，用于指示產(chǎn)生報告塊的會話參與者是否有效，循環(huán)冗余查看(CRC)字段，用于查看接收器報告分組的數(shù)據(jù)完整性，填充標(biāo)志，用于指示壓縮的實時控制協(xié)議(RTCP)接收器報告分組在壓縮的實時控制協(xié)議(RTCP)的接收器報告分組尾部是否包含附加的填充字段。附加的填充字段不是所述場境參數(shù)的一部分，長度字段，用于指示以最小有效位(LSB)編碼格式的發(fā)送器報告的長度。
30.如權(quán)利要求26-29之一所述的方法，其中，所述報告塊包括部分損耗字段，用于指示被容許接收的分組的數(shù)量除損耗的分組的數(shù)量，最小有效位(LSB)編碼的累計損耗字段，用于指示在發(fā)送期間損耗的分組的累計數(shù)量，最小有效位(LSB)編碼的序號周期字段，用于指示所接收的分組的擴展的最高序號的序號周期，最小有效位(LSB)編碼的最高序號，用于指示分組的發(fā)送器接收的最高序號，最小有效位(LSB)編碼的到達(dá)之間抖動的字段，用于指示實時協(xié)議(RTP)數(shù)據(jù)分組到達(dá)之間時間的統(tǒng)計變化的估計值，最小有效位(LSB)編碼的實時協(xié)議(RTP)時間標(biāo)記，和最小有效位(LSB)編碼的自最后的發(fā)送器報告字段的延遲，用于指示自最后接收的發(fā)送器報告的延遲。
31.如權(quán)利要求28-30之一所述的方法，其中，所述發(fā)送器報告分組和接收器報告分組還包括用于規(guī)范概要擴展的字段。
32.如權(quán)利要求11-31之一所述的方法，其中，所述形成刷新分組和壓縮控制分組的步驟形成應(yīng)用限定的(APP)分組，包括
分組標(biāo)識符，用于指示應(yīng)用限定(APP)分組類型，反饋類型字段，用于指示在應(yīng)用限定(APP)分組中包括的反饋類型，最小有效位(LSB)編碼的反饋長度字段，用于指示應(yīng)用限定(APP)分組的長度，和比特屏蔽(BLP)字段，用于指示損耗的分組。
33.一種計算機程序，包括程序代碼手段，用于當(dāng)所述程序在計算機中運行時執(zhí)行權(quán)利要求1-32之中的任一項的所有步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于壓縮媒體數(shù)據(jù)傳輸中的控制通信量的方法，所述媒體數(shù)據(jù)傳輸在可以獲得的會話帶寬的分配部分內(nèi)使用實時傳送協(xié)議(RTP)和實時控制協(xié)議(RTCP)，所述實時傳送協(xié)議(RTP)和實時控制協(xié)議(RTCP)特別用于在因特網(wǎng)協(xié)議(IP)網(wǎng)絡(luò)中的實時或近乎實時的多媒體數(shù)據(jù)傳送。為了優(yōu)化RTCP通信量的帶寬效率和降低RTCP報告/反饋間隔，本發(fā)明提供了一種方法，包括步驟通過初始發(fā)送場境參數(shù)來初始化控制通信流的場境；如果必要的話，使用壓縮的控制分組在會話期間更新所述場境。
文檔編號H04L29/06GK1510881SQ20031011807
公開日2004年7月7日 申請日期2003年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者谷曉原, 黑肯伯格, 羅爾夫·黑肯伯格, 宮崎秋弘, 弘 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社