專利名稱：用于移動通信系統(tǒng)的魯棒性報頭壓縮系統(tǒng)上下文重用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信技術領域，尤其是涉及一種用于移動通信系統(tǒng)(包括但不限于WCDMA、CDMA2000、TD SCDMA、TDD-LTE、FDD-LTE)魯棒性報頭壓縮系統(tǒng)中上下文重用的實現(xiàn)方法。
背景技術：
ROHCCRobust Header Compression,健壯的報頭壓縮技術)協(xié)議最初由 IETF ROHC工作組提出對WLAN (無線局域網(wǎng)絡)IP分組進行壓縮，后來3GPP將它作為3G和LTE移動通信技術標準，應用在其F1DCP子層(Packet Data Convergence Protocol,包數(shù)據(jù)合流協(xié)議層)，對數(shù)據(jù)的頭部進行壓縮處理。ROHC算法能夠適用高誤碼率、長往返時延的無線鏈路， 并且具有很好的壓縮率和健壯性。ROHC主要對數(shù)據(jù)流進行報頭壓縮，其功能實體分為兩部分——壓縮模塊(對報頭進行壓縮)和解壓模塊(對壓縮報頭進行解壓，恢復出原始報頭)，壓縮原理如圖I所示收到一條新的數(shù)據(jù)流(假設為RTP數(shù)據(jù)流，由IP/UDP/RTP報頭+Payload部分組成)，壓縮模塊首先進入壓縮初始化狀態(tài)，將流的分組報頭信息(IP/UDP/RTP報頭)保存在壓縮模塊(即ROHC壓縮器)相應的上下文(context)中，同時將完整的報頭信息發(fā)送給解壓模塊(即ROHC解壓器)。解壓模塊在收到此報頭后，解壓出原始報頭，并將報頭信息保存到解壓模塊相應的上下文(context)中。當壓縮模塊確信解壓模塊收到了所有上下文信息后，便進入壓縮狀態(tài)，開始發(fā)送壓縮分組(即ROHC壓縮報頭+Payload部分)。之后壓縮模塊和解壓模塊在相應的壓縮和解壓之前都會進行上下文信息的更新，保證壓縮模塊和解壓模塊的上下文同步，同時解壓端的CRC效驗機制也保證了這點，CRC校驗正確時可確保壓縮解壓的順利進行。其中上下文(context)是ROHC中一個很重要的概念，如之前所述，包括壓縮上下文和解壓上下文。上下文中包含了同一條數(shù)據(jù)流中前面若干個數(shù)據(jù)報文頭的完整信息，包括靜態(tài)不變的字段、可用來推測其他字段的參考字段以及一些動態(tài)變化字段(如IP報頭中的IP-ID字段、RTP報頭中的TS字段等)的變化方式。每一個上下文通過一個上下文ID (CID =Context ID)來標識。另外一條新數(shù)據(jù)流是由該條數(shù)據(jù)流中的所有關鍵字段(static-def)來確定的，例如 IP 頭(IP 協(xié)議報文頭)的 source>destination address (源地址和目的地址)，UDP頭(用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議報文頭)的source、destination port (發(fā)送端口和接收端口)，RTP頭(即時傳輸協(xié)議報文頭)的SSRC (同步源標識符)字段。例如，在LTE (長期演進)系統(tǒng)中，ROHC壓縮模塊將高層下發(fā)的數(shù)據(jù)流的報頭信息保存在相應的上下文(context)中，并發(fā)送到對端解壓縮模塊，確認解壓模塊收到上下文信息后，壓縮模塊就可以進入壓縮態(tài)，將此條數(shù)據(jù)流的后續(xù)報文壓縮后發(fā)往對端解壓處理。根據(jù)TS 36. 323協(xié)議規(guī)范中，RRC (無線資源控制協(xié)議)層配置RB級參數(shù)MAXCID有兩種取值Large CID (16383),Small CID (15)。然而對于LTE系統(tǒng)數(shù)據(jù)業(yè)務速率高、種類多的特點，RRC層配置的CID (對于LTE系統(tǒng)而言可理解為一個DRB下的Context數(shù)目，DRB指數(shù)據(jù)無線承載)的空間是有限的，并且在使用的過程中RFC3095協(xié)議也沒有提出CID銷毀的概念，從而會導致CID空間用完的情況下沒有辦法創(chuàng)建新的上下文。針對這一情況，RFC4815協(xié)議中提出了 CID重用的概念，即在CID空間用完的情況下，重用之前的CID來創(chuàng)建新的上下文。但是RFC4815協(xié)議并沒有規(guī)定具體的上下文重用實現(xiàn)方案，目前公布的實現(xiàn)方案是重用最久未使用的上下文，但是這種方案很大可能會出現(xiàn)不停有后續(xù)新的數(shù)據(jù)流重用正在使用的上下文(此上下文對應的數(shù)據(jù)流沒有結束，仍然不停的有后續(xù)的壓縮報文到來)，這樣就有很大幾率會造成抖動，影響壓縮效率，導致系統(tǒng)性能降低。

發(fā)明內容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術的問題，結合LTE的業(yè)務Qos要求，設計一種方案實現(xiàn)CID循環(huán)利用，在保證一定服務質量的基礎上提升系統(tǒng)性能。本發(fā)明的技術方案為一種用于移動通信系統(tǒng)的魯棒性報頭壓縮系統(tǒng)上下文重用方法，包括以下步驟步驟I，啟用ROHC頭壓縮； 步驟2，當有新數(shù)據(jù)流到達時，判斷新數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級并劃分新數(shù)據(jù)流所屬的優(yōu)先級隊列，判斷CID是否分配完畢，是則進入步驟3，否則為新數(shù)據(jù)流分配一個CID，同時將上下文信息連同CID —起發(fā)送到對端；所述CID為上下文標識；步驟3，查看已分配CID的數(shù)據(jù)流中是否存在更低優(yōu)先級隊列的數(shù)據(jù)流；如果存在則進入步驟4，否則將新數(shù)據(jù)流加入到等待隊列；步驟4，判斷最低優(yōu)先級隊列的數(shù)據(jù)流是否只有一條，是則新數(shù)據(jù)流直接占用相應CID，重用這條數(shù)據(jù)流使用的上下文；否則查詢最低優(yōu)先級隊列的各條數(shù)據(jù)流相對應的上下文最后一次使用的時間，然后新數(shù)據(jù)流重用最久未被使用的上下文；步驟5，上下文重用完成以后，發(fā)送新數(shù)據(jù)流的完整上下文信息到對端，確認對端收到以后，開始執(zhí)行新數(shù)據(jù)流后續(xù)報文的壓縮；步驟6，判斷是否有CID被釋放，是則選出等待隊列中優(yōu)先級最高的數(shù)據(jù)流中等待時間最久的數(shù)據(jù)流占用釋放的CID，上下文重用完成以后，發(fā)送這條數(shù)據(jù)流的完整上下文信息到對端，確認對端收到以后，開始執(zhí)行這條數(shù)據(jù)流后續(xù)報文壓縮，然后進入步驟7，否則直接進入步驟7 ；步驟7，判斷是否有新數(shù)據(jù)流到達，是則返回執(zhí)行步驟2，否則返回執(zhí)行步驟6。而且，步驟3將新數(shù)據(jù)流加入到等待隊列時，開啟新數(shù)據(jù)流的定時器，計時值count的初始值為O ;檢測是否有等待隊列中的數(shù)據(jù)流的定時器超時，沒有則繼續(xù)等待，返回檢測是否有等待隊列中的數(shù)據(jù)流的定時器超時；有則記錄下超時的數(shù)據(jù)流優(yōu)先級，查詢已分配CID的數(shù)據(jù)流中是否存在相同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)流，是則進入步驟4 ;否則，計時值count+1，重置超時的數(shù)據(jù)流的定時器，繼續(xù)等待，返回檢測是否有等待隊列中的數(shù)據(jù)流的定時器超時。而且，步驟6中，選出等待隊列中優(yōu)先級最高的數(shù)據(jù)流中等待時間最久的數(shù)據(jù)流占用釋放的CID實現(xiàn)方式如下，查詢等待隊列里優(yōu)先級最高的數(shù)據(jù)流，判斷這樣的數(shù)據(jù)流是否只有一條，是則選中該條數(shù)據(jù)流，直接占用釋放的CID ;否則查詢這幾條相同優(yōu)先級數(shù)據(jù)流的定時器，選出等待時間最久的數(shù)據(jù)流，占用被釋放的CID ;其中，等待時間=定時器超時時長X count+定時器當前顯示時間。針對LTE系統(tǒng)業(yè)務多樣性的特點，本發(fā)明設計了一種基于LTE業(yè)務Qos的CID重用實現(xiàn)方案。該方案能夠很好的解決多業(yè)務并存情況下CID資源有限的問題，且能夠極大的提高壓縮效率，同時考慮了公平性，滿足用戶的各種業(yè)務需求。


圖I是現(xiàn)有技術的ROHC基本壓縮原理圖。圖2是本發(fā)明實施例的上下文重用流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種基于Qos業(yè)務的上下文重用實現(xiàn)方案，基本設計思路為劃分不同的CID重用優(yōu)先級隊列，然后按照優(yōu)先級從低到高的順序執(zhí)行CID重用；同優(yōu)先級隊列內的每種應用采用FIFO算法來執(zhí)行CID重用；在保證LTE不同業(yè)務Qos的前提下，同時也需 要考慮公平策略，確保某類優(yōu)先級下的每種業(yè)務應用都會有獲取CID的機會。具體實施時可參考軟件技術實現(xiàn)自動運行流程，如圖2所示，實施例的流程包括以下步驟步驟I，啟用ROHC頭壓縮。啟用ROHC頭壓縮功能，后續(xù)的數(shù)據(jù)報文開始執(zhí)行壓縮。步驟2，當有新數(shù)據(jù)流到達時，判斷新數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級并劃分新數(shù)據(jù)流所屬的優(yōu)先級隊列，判斷CID是否分配完畢，是則進入步驟3，否則為新數(shù)據(jù)流分配一個CID，同時然后將上下文信息連同CID —起發(fā)送到對端；所述CID為上下文信息標識。多條數(shù)據(jù)流到達HXP子層，ROHC壓縮模塊會為每一條新的數(shù)據(jù)流分配一個CID，同時根據(jù)應用優(yōu)先級劃分優(yōu)先級隊列，然后將Context信息連同CID —起發(fā)送到對端。流程可設計為從第一條數(shù)據(jù)流到達時，根據(jù)應用優(yōu)先級劃分優(yōu)先級隊列、分配CID，同時分配到CID的數(shù)據(jù)流會記錄時間，并且每次使用該上下文都會刷新此記錄時間。然后判斷CID是否分配完；隨著數(shù)據(jù)流的不斷增加，CID依次分配完畢，開始進入步驟3執(zhí)行上下文重用流程。步驟3，查看已分配CID的數(shù)據(jù)流中是否存在更低優(yōu)先級隊列的數(shù)據(jù)流；如果存在則進入步驟4，否則將新數(shù)據(jù)流加入到等待隊列。為了保證一定的公平性，本發(fā)明進一步提出，在將新數(shù)據(jù)流加入到等待隊列同時開啟新數(shù)據(jù)流的定時器，設count的初始值為0，等待空閑CID。通過設置一個定時器，當定時器超時的時候，可以占用已分配CID的同優(yōu)先級數(shù)據(jù)流。但是不一定每次定時器超時的時候，都有同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)流可以復用。這個時候，count計數(shù)器+1，重置定時器重新計時。即設置一下子流程檢測是否有等待隊列中的數(shù)據(jù)流的定時器超時，沒有則繼續(xù)等待，返回檢測是否有等待隊列中的數(shù)據(jù)流的定時器超時；有則記錄下超時的數(shù)據(jù)流優(yōu)先級，查詢已分配CID的數(shù)據(jù)流中是否存在相同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)流，是則進入步驟4 ;否則，計時值count+Ι，重置超時的數(shù)據(jù)流的定時器，繼續(xù)等待，返回檢測是否有等待隊列中的數(shù)據(jù)流的定時器超時。
步驟4，判斷最低優(yōu)先級隊列的數(shù)據(jù)流是否只有一條，是則新數(shù)據(jù)流直接占用相應CID,即重用最低優(yōu)先級隊列的這條數(shù)據(jù)流使用的上下文。否則查詢最低優(yōu)先級隊列的各條數(shù)據(jù)流相對應的上下文最后一次使用的時間，然后新數(shù)據(jù)流重用最久未被使用的上下文，占用相應CID。步驟5，上下文重用完成以后，發(fā)送新數(shù)據(jù)流的完整上下文信息到對端，確認對端收到以后，開始執(zhí)行新數(shù)據(jù)流后續(xù)報文的壓縮。為便于實施參考起見，提供查看已經(jīng)分配的CID中是否存在優(yōu)先級更低隊列的數(shù)據(jù)流后，相應程序處理過程如下 如果存在，選擇優(yōu)先級最低隊列的數(shù)據(jù)流查詢這樣的數(shù)據(jù)流是否只有一條〇如果只有一條 ■直接占用該CID;〇否則■查詢各條數(shù)據(jù)流相應上下文最后一次使用的時間，然后重用最久未被使用的上下文；〇上下文重用完成以后，發(fā)送新數(shù)據(jù)流的完整上下文信息到對端，確認對端收到以后，開始執(zhí)行此條數(shù)據(jù)流后續(xù)報文的壓縮； 否則新到數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級低于已經(jīng)分配CID的數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級，將這條數(shù)據(jù)流加入到等待隊列，同時開啟等待定時器，等待空閑CID步驟6，判斷是否有CID被釋放，是則選出等待隊列中優(yōu)先級最高的數(shù)據(jù)流中等待時間最久的數(shù)據(jù)流占用釋放的CID，上下文重用完成以后，發(fā)送這條數(shù)據(jù)流的完整上下文信息到對端，確認對端收到以后，開始執(zhí)行這條數(shù)據(jù)流后續(xù)報文壓縮，然后進入步驟7，否則直接進入步驟7。為便于實施參考起見，進一步提供實施例中選出等待隊列中優(yōu)先級最高的數(shù)據(jù)流占用釋放的CID實現(xiàn)方式如下，查詢等待隊列里優(yōu)先級最高的數(shù)據(jù)流，判斷這樣的數(shù)據(jù)流是否只有一條，是則選中該條數(shù)據(jù)流，直接占用釋放的CID ;否則查詢這幾條相同優(yōu)先級數(shù)據(jù)流的定時器，選出等待時間最久的數(shù)據(jù)流，占用被釋放的CID。為挑選等待時間最久的數(shù)據(jù)流，可以直接記錄等待時間進行比較，也可以方便地利用count的值計算,等待時間=定時器超時時長Xcount+定時器當前顯示時間。相應程序處理過程如下。此時有無CID被釋放 如果此時有CID被釋放查詢等待隊列里優(yōu)先級最高的數(shù)據(jù)流，這樣的數(shù)據(jù)流是否只有一條〇如果只有一條■選中該條數(shù)據(jù)流，直接占用釋放的CID ；〇否則■查詢這幾條相同優(yōu)先級數(shù)據(jù)流的定時器，選出等待時間最久的數(shù)據(jù)流，占用被釋放的CID ；
等待時間=定時器超時時長Xcount+定時器當前顯示時間；〇上下文重用完成以后，發(fā)送此數(shù)據(jù)流的完整上下文信息到對端，確認對端收到以后，開始執(zhí)行此條數(shù)據(jù)流后續(xù)報文的壓縮；〇否則判斷此時有無等待定時器超時。此時有無等待定時器超時 如果此時等待隊列中有數(shù)據(jù)流定時器超時記錄下此數(shù)據(jù)流優(yōu)先級，查詢已分配CID的數(shù)據(jù)流中是否存在相同優(yōu)先級的
〇如果存在繼續(xù)查詢這樣的數(shù)據(jù)流是否只有一條■如果只有一條>直接占用該CID;■否則>查詢這幾條數(shù)據(jù)流相應上下文最后一次使用的時間，然后重用最久未被使用的上下文；■上下文重用完成以后，發(fā)送新數(shù)據(jù)流的完整上下文信息到對端，確認對端收到以后，開始執(zhí)行此條數(shù)據(jù)流后續(xù)報文的壓縮；〇否則■計時count值+1,重置該定時器,繼續(xù)等待。步驟7，判斷是否有新數(shù)據(jù)流到達，是則返回執(zhí)行步驟2，否則返回執(zhí)行步驟6。以上步驟即是結合業(yè)務Qos來創(chuàng)建優(yōu)先級隊列實現(xiàn)上下文重用的方案。在此過程中，可以為用戶提供動態(tài)更改機制，讓用戶結合個人需要使用包括但不限于Web、命令行、第三方網(wǎng)管等方式對某種應用的優(yōu)先級進行動態(tài)的更改，提高或者降低某個應用的優(yōu)先級，從而最大限度的滿足用戶需求。為便于實施參考起見，下表提供實施例中根據(jù)LTE中不同業(yè)務的Qos特征劃分不同的CID重用優(yōu)先級隊列，所得的上下文重用優(yōu)先級隊列表
優(yōu)先級隊列業(yè)務類型業(yè)務特征典型—代表業(yè)務
1會話型足夠低的時延和魏率，及-疋時/ 語音業(yè)務VoIP___頻資源的預留，以保證業(yè)務的質量__
2流類別 側獅_斗動是重要的衡流媒體、視麵k務、實嘯戲
___量指標。__
3交蓯型往返時延是R別用戶滿意度的重要指標。Web瀏覽、數(shù)據(jù)杳詢業(yè)務
4后臺型保證數(shù)據(jù)的準確可靠性，對時延不敏感Emaik Ftp業(yè)務優(yōu)先級從高到低為I到4，優(yōu)先保證語音視頻等業(yè)務，其次才是數(shù)據(jù)應用等業(yè)務。具體實施時，本領域技術人員可以根據(jù)具體情況進行劃分。也可以提供動態(tài)更改機制，允許用戶結合自己的需要動態(tài)更改某種應用的優(yōu)先級。包括但不限于Web、命令行、第三方網(wǎng)管等方式來進行此種更改實現(xiàn)。以上內容是結合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都 應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.一種用于移動通信系統(tǒng)的魯棒性報頭壓縮系統(tǒng)上下文重用方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟I，啟用ROHC頭壓縮； 步驟2，當有新數(shù)據(jù)流到達時，判斷新數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級并劃分新數(shù)據(jù)流所屬的優(yōu)先級隊列，判斷CID是否分配完畢，是則進入步驟3，否則為新數(shù)據(jù)流分配一個CID，同時將上下文信息連同CID —起發(fā)送到對端；所述CID為上下文標識； 步驟3，查看已分配CID的數(shù)據(jù)流中是否存在更低優(yōu)先級隊列的數(shù)據(jù)流；如果存在則進入步驟4，否則將新數(shù)據(jù)流加入到等待隊列； 步驟4，判斷最低優(yōu)先級隊列的數(shù)據(jù)流是否只有一條，是則新數(shù)據(jù)流直接占用相應CID，重用這條數(shù)據(jù)流使用的上下文；否則查詢最低優(yōu)先級隊列的各條數(shù)據(jù)流相對應的上下文最后一次使用的時間，然后新數(shù)據(jù)流重用最久未被使用的上下文； 步驟5，上下文重用完成以后，發(fā)送新數(shù)據(jù)流的完整上下文信息到對端，確認對端收到以后，開始執(zhí)行新數(shù)據(jù)流后續(xù)報文的壓縮； 步驟6，判斷是否有CID被釋放，是則選出等待隊列中優(yōu)先級最高的數(shù)據(jù)流中等待時間最久的數(shù)據(jù)流占用釋放的CID，上下文重用完成以后，發(fā)送這條數(shù)據(jù)流的完整上下文信息到對端，確認對端收到以后，開始執(zhí)行這條數(shù)據(jù)流后續(xù)報文壓縮，然后進入步驟7，否則直接進入步驟7 ； 步驟7，判斷是否有新數(shù)據(jù)流到達，是則返回執(zhí)行步驟2，否則返回執(zhí)行步驟6。
2.根據(jù)權利要求I所述用于移動通信系統(tǒng)的魯棒性報頭壓縮系統(tǒng)上下文重用方法，其特征在于步驟3將新數(shù)據(jù)流加入到等待隊列時，開啟新數(shù)據(jù)流的定時器，計時值count的初始值為0，；檢測是否有等待隊列中的數(shù)據(jù)流的定時器超時， 沒有則繼續(xù)等待，返回檢測是否有等待隊列中的數(shù)據(jù)流的定時器超時； 有則記錄下超時的數(shù)據(jù)流優(yōu)先級，查詢已分配CID的數(shù)據(jù)流中是否存在相同優(yōu)先級的數(shù)據(jù)流，是則進入步驟4 ;否則，計時值count+Ι，重置超時的數(shù)據(jù)流的定時器，繼續(xù)等待，返回檢測是否有等待隊列中的數(shù)據(jù)流的定時器超時。
3.根據(jù)權利要求2所述用于移動通信系統(tǒng)的魯棒性報頭壓縮系統(tǒng)上下文重用方法，其特征在于步驟6中，選出等待隊列中優(yōu)先級最高的數(shù)據(jù)流中等待時間最久的數(shù)據(jù)流占用釋放的CID實現(xiàn)方式如下， 查詢等待隊列里優(yōu)先級最高的數(shù)據(jù)流，判斷這樣的數(shù)據(jù)流是否只有一條，是則選中該條數(shù)據(jù)流，直接占用釋放的CID ;否則查詢這幾條相同優(yōu)先級數(shù)據(jù)流的定時器，選出等待時間最久的數(shù)據(jù)流，占用被釋放的CID ； 其中，等待時間=定時器超時時長Xcount +定時器當前顯示時間。
全文摘要
一種用于移動通信系統(tǒng)的魯棒性報頭壓縮系統(tǒng)上下文重用方法，當有新數(shù)據(jù)流到達而CID已經(jīng)分配完畢，查看已分配CID的數(shù)據(jù)流中是否存在更低優(yōu)先級隊列的數(shù)據(jù)流，如果存在則由新數(shù)據(jù)流占用相應CID，否則將新數(shù)據(jù)流加入到等待隊列；然后判斷是否有CID被釋放，是則選出等待隊列中優(yōu)先級最高的數(shù)據(jù)流占用釋放的CID；判斷是否有新數(shù)據(jù)流到達，循環(huán)進行處理。本發(fā)明技術方案能夠極大的提高壓縮效率，同時考慮了公平性，滿足用戶的各種業(yè)務需求。
文檔編號H04W28/06GK102833785SQ20121033904
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月13日 優(yōu)先權日2012年9月13日
發(fā)明者徐海鑫, 張利達 申請人:武漢郵電科學研究院