ES2281869T3 - Actualizacion del estado de compresion de cabecera en comunicaciones por paquetes mediante la tecnica de robo de bits. - Google Patents
Actualizacion del estado de compresion de cabecera en comunicaciones por paquetes mediante la tecnica de robo de bits. Download PDFInfo
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Abstract
Un método para transmitir información desde una primera estación de comunicaciones a una segunda estación de comunicaciones, que comprende: el ensamblaje de paquetes en la primera estación que incluye información de cabeceras e información de carga útil, y el envío de los paquetes ensamblados desde la primera estación a la segunda estación; incluyendo dicho paso de ensamblaje el ensamblaje por la primera estación de un paquete de actualización, incluyendo la sustitución de al menos parte de la información de carga útil (111) con información de actualización de la cabecera, que ha de ser utilizada por la segunda estación para interpretar la información de cabeceras en paquetes subsiguientes enviados desde la primera estación hasta la segunda estación; y incluyendo dicho paso de envío el envío de dicho paquete de actualización desde la primera estación a la segunda estación.
Description
Actualización del estado de compresión de
cabecera en comunicaciones por paquetes mediante la técnica de robo
de bits.
La invención está relacionada en general con
comunicaciones por paquetes y, mas en particular, con la compresión
de cabeceras en comunicaciones por paquetes.
El término compresión de cabeceras (HC) se
refiere a la técnica de hacer mínima la anchura de banda necesaria
para la información transportada en cabeceras de paquetes, en base a
saltos en los enlaces punto a punto. La compresión de cabeceras se
realiza normalmente enviando información estática sólo inicialmente.
La información semi-estática es transferida después
enviando solamente el cambio de la cabecera anterior y puede
enviarse información completamente aleatoria sin compresión. Por
tanto, la compresión de cabeceras se realiza normalmente con una
máquina de estados.
Un paquete VoIP convencional (voz sobre IP),
consiste básicamente en tres partes con distintos requisitos de
calidad, como se ilustra en la Figura 1. Las tres partes son:
- (1)
- una cabecera 11 comprimida o sin comprimir. Por ejemplo, para la conversación en tiempo real se utiliza con frecuencia una cabecera convencional IP/UDP/RTP;
- (2)
- los bits del códec de conversación en la parte 12, que son lo más significativo para la calidad de la conversación. Por ejemplo, en el códec de conversación de máxima velocidad de GSM, hay tres clases de bits: 1A, 1B y 2, donde los bits del códec de conversación de la clase 1A y la clase 2 son, respectivamente, los más importantes y los menos importantes para la calidad de la conversación; y
- (3)
- los bits del códec de conversación como parte 13 son los menos importantes para la calidad de la conversación, por ejemplo los bits de clase 2 en GSM.
Un esquema de compresión de cabeceras
convencional para IP/UDP/RTP, tal como el divulgado en el borrador
de Internet "Compresión de cabeceras IP/UDP/RTP para enlaces serie
de baja velocidad" de S. Casner y V. Jacobson, 27 de Julio de
1998, tiene típicamente una característica de estado suave, de forma
tal que el estado del HC puede depender de cabeceras anteriores. Un
error en una cabecera comprimida puede originar una pérdida del
correspondiente paquete. Debido a que cada cabecera está
representada normalmente como un cambio de la cabecera anterior
(codificación-delta), un error en una cabecera
comprimida es un estado de avería que originará que se pierdan los
paquetes sucesivos hasta que se actualice el estado suave de la HC.
Si la carga útil de los paquetes con cabeceras comprimidas lleva un
servicio de tiempo real, la pérdida de varios paquetes sucesivos
puede resultar desastrosa para la calidad de ese servicio en tiempo
real. Por ejemplo, la calidad de un servicio de conversación en
tiempo real se degradará sustancialmente con sucesivas tramas de
conversación perdidas. Si la tasa de errores de las tramas de
conversación tiene una característica a ráfagas, la calidad de la
conversación será peor que para la misma relación de errores de
tramas de conversación pero con una característica de errores de
trama con menos correlación.
Los efectos de los errores de bits pueden ser
diferentes dependiendo de donde ocurran los errores de bits en el
paquete de VoIP:
- (1)
- Los errores de bits en la parte 13 de la Figura 1 (los bits de códec de conversación menos importantes) originarán una calidad ligeramente degradada de la conversación transportada por ese paquete específico.
- (2)
- Los errores de bits en la parte 12 de la Figura 1 (los bits de códec de conversación más importantes), pueden originar una degradación de la calidad de la conversación tan severa que el paquete se juzga como inútil y no será utilizado en el descodificador de conversación. Por tanto, ese paquete específico puede perderse debido a los errores de bits en la parte 12 del paquete.
- (3)
- Los errores de bits en la parte 11 de la Figura 1 (la cabecera, comprimida o no), dará probablemente como resultado la pérdida del paquete específico, ya que no puede ser transferido a las capas superiores de la pila de protocolos. Además, también puede originar que se pierdan varios paquetes futuros sucesivos perdidos, ya que el estado suave de la compresión de la cabecera está ahora corrompido. Estos son los errores más severos porque los errores de bits de un paquete pueden originar una pérdida de un cierto número de paquetes sucesivos.
Los algoritmos convencionales de compresión de
cabeceras están hechos para canales cableados de banda estrecha,
donde la tasa de errores del canal es más bien estacionaria y
pequeña. Además, el uso del canal no afecta a otros usuarios con
canales similares. Este no es el caso de un canal inalámbrico. La
calidad de un canal inalámbrico puede cambiar rápidamente y la
utilización del canal afecta a otros usuarios en términos de
interferencia. En un esquema de compresión de cabeceras para un
canal inalámbrico, la probabilidad de errores en las cabeceras
comprimidas será grande y el efecto de estos errores de cabeceras
comprimidas ha de ser reducido.
Hay dos tipos de soluciones generales para
evitar este problema, que son minimizar el tiempo que se tarda en
actualizar el estado suave de la HC, o bien minimizar la
probabilidad de errores de bits en cabeceras comprimidas.
Una manera conocida de actualizar el estado
suave de la HC es enviar cabeceras completas regularmente y
frecuentemente. Por ejemplo, puede enviarse una cabecera completa
cada cinco paquetes de conversación al tiempo que se envían
cabeceras comprimidas en los demás paquetes. Si se ha de utilizar un
canal con una velocidad de bits fija, se elige típicamente la
velocidad de bits de este canal con respecto al tamaño del paquete
más grande, ya que no son deseables variaciones en el retardo. Por
tanto, la velocidad de bits del canal se elige de acuerdo con un
paquete con la cabecera completa, dando como resultado un
desperdicio de recursos (por ejemplo, recursos de radio). Además,
para conseguir la robustez en tal esquema de compresión de
cabeceras, la frecuencia de cabeceras completas debe ser más bien
grande, lo que disminuye el grado y la eficiencia de la compresión
del esquema de compresión de cabeceras. Por tanto, las
actualizaciones regulares del estado de compresión de cabeceras con
cabeceras completas originará una compresión de cabeceras
ineficiente, o bien una compresión de cabeceras eficiente sin la
robustez necesaria contra, por ejemplo, los errores de bits.
Otra manera de actualizar el estado suave de
compresión de cabeceras es que el esquema de compresión de cabeceras
demande una actualización de estado suave cuando sea necesario. Sin
embargo, esta solución requiere un canal dúplex con un corto tiempo
de ida y vuelta con el fin de mantener pequeños los periodos del
estado suave corrompido. Además, tal esquema requiere también que el
canal de retorno que transporta la petición de actualización del
estado suave sea generalmente fiable.
Es deseable, en vista de lo anterior,
proporcionar la actualización del estado suave de un esquema de
compresión de cabeceras al tiempo que se eviten las desventajas
antes mencionadas de las soluciones de la técnica anterior.
La presente invención proporciona la
actualización del estado suave de un esquema de compresión de
cabeceras en un sistema de comunicaciones que transporta tráfico de
paquetes incluyendo una señal de comunicaciones en tiempo real. El
estado de compresión de cabeceras puede ser actualizado durante
periodos en los que la señal de comunicaciones está inactiva.
Además, la invención proporciona la actualización del estado de
compresión de cabeceras mediante el robo de bits de la señal de
comunicaciones para transportar la información de actualización de
cabeceras. Si la señal de comunicaciones incluye datos codificados
de la fuente, la invención proporciona selectivamente la
actualización del estado de compresión de cabeceras basándose en la
velocidad en bits de un códec que produjo los datos codificados de
la fuente. Esta operación puede permitir la actualización del estado
de compresión de cabeceras sin robar ningún dato codificado de la
fuente.
De acuerdo con un primer aspecto de la presente
invención, puede proporcionarse un método de transmisión de
información desde una primera estación de comunicaciones a una
segunda estación de comunicaciones, que comprende: el ensamblaje de
paquetes por la primera estación que incluyen la información de
cabecera y la información de carga útil, y el envío de los paquetes
ensamblados desde la primera estación a la segunda estación;
incluyendo dicho paso de ensamblaje el ensamblaje por la primera
estación de un paquete de actualización, incluyendo la sustitución
de al menos alguna información de carga útil con información de
actualización de cabeceras que ha de utilizarse por la segunda
estación para interpretar la información de cabeceras en paquetes
posteriores enviados desde la primera estación a la segunda
estación; e incluyendo dicho paso de envío dicho paquete de
actualización desde la primera estación a la segunda estación.
De acuerdo con un segundo aspecto de la presente
invención, puede proporcionarse un aparato de comunicaciones para
transmitir información a un segundo aparato de comunicaciones, que
comprende: una unidad de paquetes que tiene una entrada para recibir
información de carga útil, y que tiene una salida para enviar al
segundo aparato paquetes que incluyen información de carga útil e
información de cabeceras; una unidad de cabeceras, acoplada a dicha
unidad de paquetes, para proporcionarle dicha información de
cabecera y también para proporcionarle información de actualización
de cabeceras que va a ser utilizada por el segundo aparato para
interpretar información de cabeceras en paquetes posteriores
enviados desde dicha unidad de paquetes al segundo aparato; y
funcionando dicho paquete, antes de enviar uno de dichos paquetes,
de manera que sustituye al menos algo de información de carga útil
con la información de actualización de cabeceras.
Se proporciona también un método para transmitir
datos codificados de la fuente según la reivindicación 16, y un
aparato de comunicaciones según la reivindicación 19.
Para una mejor comprensión de la presente
invención, y para ilustrar cómo puede llevarse a cabo la misma, se
hará referencia ahora, a modo de ejemplo, a los dibujos siguientes,
en los cuales:
La Figura 1 ilustra un ejemplo de formato de
paquete que puede ser utilizado conjuntamente con la presente
invención.
La Figura 1A es una clave de sombreados para ser
utilizada con la Figura 1.
Las Figuras 2 y 3 ilustran en forma de diagrama
ejemplos de esquemas DTX (Transmisión Discontinua) implementados por
códecs de conversación convencionales.
Las Figuras 4 y 5 ilustran ejemplos de maneras
en las cuales la presente invención puede utilizar las operaciones
DTX convencionales de las Figuras 2 y 3, para transmitir información
de actualización del estado suave de la compresión de cabeceras.
La Figura 5A es una clave de sombreados para ser
utilizada con las Figuras 2-5.
La Figura 6 ilustra ejemplos de operaciones
asociadas con los esquemas de actualización de compresión de
cabeceras ilustrados en las FIFURAS 4 y 5.
La Figura 7 ilustra en forma de diagrama
ejemplos de operaciones de robo de bits realizadas de acuerdo con la
presente invención, para permitir las actualizaciones del estado
suave de compresión de cabeceras.
La Figura 7A es una clave de sombreados para ser
utilizada con la Figura 7.
La Figura 8 ilustra ejemplos de operaciones
asociadas con el esquema de robo de bits de la Figura 7.
La Figura 9 ilustra un ejemplo de paquete que
puede ser utilizado conjuntamente con los esquemas de actualización
DTX de las Figuras 4 y 5.
La Figura 10 ilustra un ejemplo de paquete que
puede ser utilizado conjuntamente con el esquema de robo de bits de
la Figura 7.
La Figura 11 ilustra ejemplos de operaciones que
pueden ser realizadas como soporte de la actualización suave de HC,
cuando se reciben paquetes de acuerdo con la invención.
La Figura 12 ilustra partes pertinentes de un
ejemplo de estación de comunicaciones de acuerdo con la
invención.
La Figura 13 ilustra ejemplos de operaciones que
pueden ser realizadas como soporte de la actualización suave de HC,
de acuerdo con la invención, cuando la información de carga útil del
paquete incluye datos codificados de la fuente.
Los ejemplos de modos de realización de la
invención pueden cooperar con técnicas DTX utilizadas en la mayoría
de los servicios de conversación convencionales. La DTX (Transmisión
Discontinua) comprende técnicas para detectar periodos sin
conversación (silencios) y para enviar solamente descriptores de
silencio (tramas SID) durante estos periodos, con el fin de generar
ruido de confort en el extremo receptor. Este ruido de confort
proporciona la ilusión de transmisión continua del sonido. Así,
durante los periodos sin conversación, los paquetes transmitidos
tienen un formato similar al ilustrado en la figura 1, excepto que
la parte de carga útil (en 12 y 13) incluye una trama SID. Las
Figuras 2 y 3 muestran esquemas convencionales de DTX,
particularmente la DTX original (Figura 2) y la denominada DTX
suave (Figura 3).
Se puede añadir información de actualización de
cabeceras a una trama SID de la figura 2, o bien puede sustituir a
una trama SID de la Figura 2. En GSM, por ejemplo, las tramas SID
(véase 21 en la Figura 2), son transmitidas regularmente durante
periodos de silencio (una vez cada 0,48 segundos). La actualización
deseada del estado de compresión de cabeceras puede ser conseguida
enviando la información de actualización de cabeceras, por ejemplo
una cabecera completa, junto con una trama SID (véase 41) o en lugar
de una trama SID (véase 42), como se observa en las figuras 2 y 4.
En otro modo de realización, la actualización del estado de
compresión de cabeceras se consigue conjuntamente con la técnica
DTX suave convencional (como se describe en el articulo
"Transmisión continua y discontinua de potencia reducida de
inactividad de la conversación para el sistema GSM", de Stefan
Bruhn y otros colaboradores, GlobCom 98) ilustrada en la figura 3.
La técnica DTX suave hace posible efectuar una cadena de tramas SID,
31, de baja velocidad de bits, que no introduce mucha interferencia
en otros enlaces. Por tanto, la DTX suave podría ser utilizada para
transportar información de actualización de cabeceras durante
periodos sin conversación, como se ilustra en la Figura 5.
En la Figura 6 se ilustra un ejemplo del uso de
DTX anteriormente descrito para proporcionar actualización de estado
suave de HC. Cuando se desea una actualización en 61, se determina
en 62 si está teniendo lugar el funcionamiento de DTX. Si es así, la
información de actualización de cabeceras es enviada en 63, como una
adición a las tramas SID (véase la figura 5 y el 41 de la figura 4)
o bien en lugar de una trama SID (véase 42 en la figura 4).
En la codificación convencional de vídeo, la
estación transmisora entrega a la salida una secuencia de tramas que
incluyen, cada una de ellas, por ejemplo, información indicativa de
una diferencia entre una imagen en curso capturada y la imagen
capturada inmediatamente antes de la imagen en curso. Así, durante
los periodos en que la imagen vista en la estación transmisora no
cambia, la estación transmisora envía tramas de "imagen
estática" que indican que la imagen en curso no difiere (o al
menos no difiere más allá de un límite predeterminado) de la imagen
inmediatamente precedente. Estas tramas de "imágenes estáticas"
son por tanto generalmente análogas a las tramas SID antes
mencionadas, en cuanto que están asociadas con periodos de "vídeo
estático" donde no ocurre un cambio (o cambio sustancial) en la
imagen. Consecuentemente, las técnicas descritas anteriormente con
respecto a las Figuras 2-6 son aplicables también a
los modos de realización de paquetes de vídeo, siendo enviada la
información de actualización de cabeceras como adición a las tramas
de "imágenes estáticas" o bien en lugar de una trama de
"imagen estática" durante un periodo de "vídeo
estático".
Algunos ejemplos de modos de realización de la
invención sustituyen los bits de carga útil de los paquetes, por
ejemplo, los bits de tramas de conversación, los bits de tramas de
vídeo o los bits de carga útil que representan cualquier información
deseada, por información de actualización del estado de compresión
de la cabecera. Si el estado de compresión de la cabecera está
corrompido, (por ejemplo, debido a errores de bits en cabeceras
anteriores comprimidas), los bits de carga útil (véase por ejemplo
12 y 13 en la Figura 1) no serán entregados a la capa de
aplicaciones hasta que se restaure el estado de compresión de la
cabecera. Por tanto, hasta que se restaura el estado de compresión
de la cabecera, los bits de carga útil son en cualquier caso
inútiles. Utilizando tramas de conversación como ejemplo de carga
útil, sustituyendo alguna parte de los datos de conversación por
información de actualización de la compresión de cabeceras, las
tramas de conversación inmediatamente futuras pueden ser entregadas
a la capa de aplicaciones. Pueden sustituirse partes de la trama de
conversación o toda la trama de conversación por información de
actualización de cabeceras. Esta sustitución de bits de carga útil
es denominada también en esta memoria como "robo de bits",
porque los bits de la carga útil son "robados" y utilizados en
lugar de transportar información de actualización de cabeceras.
Cuando se decide qué bits de una trama de la
conversación hay que sustituir por información de actualización de
la cabecera, pueden tenerse en cuenta las características del códec
de conversación. Los códecs de conversación más convencionales
clasifican sus bits de salida por la importancia relativa. Por
ejemplo, como se ha mencionado anteriormente, el códec de
conversación a velocidad máxima tiene tres clases de bits con
diferente importancia: clase 1A, 1B y clase 2. Los bits de la clase
1A son los más importantes y los bits de la clase 2 son los menos
importantes. Por tanto, los bits de información de actualización de
cabeceras sustituirían preferiblemente a los bits de la clase 2
cuando estuvieran disponibles, porque estos bits son los menos
importantes para la calidad resultante de la conversación. La Figura
7 muestra ejemplos de cómo puede conseguirse esto.
En 71 en la Figura 7, todos los bits excepto los
bits más importante han sido robados, y todos los bits son robados
en 72. Considerando las actualizaciones ilustradas en 73 y 74, hay
menos bits robados en un tiempo más largo en 73, mientras que hay
más bits robados en un tiempo más corto en 74.
Aunque las técnicas inventivas de robo de bits
para seleccionar entre bits de niveles variables de importancia se
han descrito anteriormente con respecto al ejemplo de un códec de
conversación que clasifica sus bits de salida por su importancia
relativa, estas técnicas de robo de bits son aplicables a cualquier
tipo de códec que clasifique sus bits de salida por la importancia
relativa. Un códec de vídeo es también un ejemplo de este tipo de
códec.
En los modos de realización en los cuales la
carga útil incluye datos codificados de la fuente, el estado suave
de compresión de cabeceras puede ser actualizado conjuntamente con
las variaciones de la velocidad de bits de un códec que produjo los
datos codificados de la fuente, y sin robar ninguno de los bits de
datos codificados de la fuente. Por ejemplo, un códec convencional,
tal como un códec de conversación o de vídeo, disminuye típicamente
su velocidad de bits por dos razones que sirven de ejemplo: (1) el
códec puede adaptar su velocidad de bits a las condiciones del canal
(el denominado modo adaptativo del canal), disminuyendo su
velocidad de bits cuando el canal está congestionado; y (2) el códec
puede adaptar su velocidad de bits al comportamiento de la fuente
(el denominado modo adaptativo de la fuente), disminuyendo su
velocidad de bits cuando la fuente (por ejemplo una fuerte de
conversación o una fuente de vídeo) genera menos información de
estímulos de la fuente (es decir, más periodos de silencio o de
"vídeo estático"). La velocidad de bits disminuida en el modo
adaptativo de la fuente es ventajoso para enviar información de
actualización de cabeceras, porque se utilizan menos bits para
representar los estímulos de la fuente, dejando más bits para
utilizar en la información de actualización de cabeceras.
La Figura 13 ilustra ejemplos de operaciones que
pueden ser realizadas para implementar el uso anteriormente descrito
de una velocidad de bits reducida de códec para facilitar las
actualizaciones del estado suave de compresión de cabeceras en modos
de realización de paquetes de datos codificados de la fuente, por
ejemplo modos de realización de paquetes de conversación o de vídeo.
Cuando se desea una actualización de estado suave de HC en 121, se
determina a partir de ahí en 122 si la velocidad de bits del códec
está por debajo de un nivel umbral TH. El nivel umbral TH puede ser
determinado empíricamente para proporcionar el rendimiento deseado.
Si la velocidad de bits del códec está por debajo de TH en 122, la
información de actualización de cabeceras puede ser enviada en 126
en un paquete, junto con los datos codificados de la fuente.
Si en 122 la velocidad de bits del códec no está
por debajo de TH, en 124 podrá determinarse si debe ordenarse al
códec que disminuya su velocidad de bits por debajo de TH. Si es
así, el códec recibe la orden en 125 de disminuir su velocidad de
bits por debajo de TH, y la información de actualización de
cabeceras puede ser enviada en 126 en un paquete junto con los datos
codificados de la fuente. En los modos de realización en los que el
códec no recibe la orden de disminuir su velocidad de bits, la
operación puede continuar desde 124 volviendo a 122.
Una vez que se envía la información de
actualización en 126, la velocidad de bits del códec puede ser
restaurada en 127, según sea necesario (es decir, si fue disminuida
en 125).
La invención proporciona también la
actualización parcial del estado de compresión de cabeceras. Por
ejemplo, puede decidirse actualizar solamente un campo (o unos pocos
campos) en la cabecera en un momento dado. Como ejemplo específico,
si una trama de conversación dada no tiene bits suficientes
disponibles para robar y permitir una actualización completa del
estado de la cabecera, quizás entonces solamente el número de
secuencia de RTP de la parte de RTP de una cabecera de IP/UDP/RTP
sería actualizada en esa trama de conversación. El uso de menos
bits para enviar información parcial de actualización puede
proporcionar, en algunos casos, un actualización suficiente del
estado suave de HC pero puede originar, en otros casos, que la
terminación de la actualización deseada tarde más tiempo (véase por
ejemplo el 73 en la Figura 7).
La Figura 8 ilustra ejemplos de operaciones que
pueden ser realizadas para implementar el esquema de robo de bits de
acuerdo con la invención. Si se desea una actualización en 81, se
determina en 82 si hay disponibles suficientes bits para robar y
utilizar para poder enviar la información completa de información de
la cabecera. Si es así, en 83 se roban los bits y se utilizan para
enviar la información completa de actualización de la cabecera. Si
no hay suficientes bits disponibles en 82, por ejemplo, no hay
suficientes bits de conversación de clase 2 de GSM, o no hay
suficientes bits de carga útil en total, en 84 se roban los bits
disponibles y se utilizan para enviar parte de la información de
actualización de la cabecera.
Como se ilustra con líneas de puntos en las
Figuras 6, 8 y 13, las respectivas operaciones ilustradas en ellas
pueden ser combinadas de diversas maneras. Por ejemplo, en modos de
realización de conversación o de vídeo, si se desea una
actualización en la Figura 6, pero no tiene lugar el funcionamiento
en DTX (o en "vídeo estático") en 62, pueden realizarse las
operaciones de robo de bits de la Figura 8 o las operaciones
relacionadas con el códec de la Figura 13. Como ejemplo adicional,
si las operaciones de la Figura 13 no dan como resultado el envío de
la información de cabecera, pueden efectuarse entonces las
operaciones de robo de bits de la Figura 8 o las operaciones
DTX/"vídeo estático" de la figura 6. La decisión de si se desea
una actualización (véase 61, 81 y 121) puede hacerse utilizando
criterios convencionales.
Haciendo referencia de nuevo a las técnicas de
actualización de DTX/"vídeo estático" de las Figuras 4 y 5, en
la Figura 9 se ilustra un ejemplo de un paquete que contiene la
información de actualización enviada durante el periodo sin
conversación/"vídeo estático". El ejemplo de paquete de la
Figura 9 incluye una cabecera convencional (comprimida o no), una
etiqueta 91 de actualización del estado suave, y una parte 93 de
información de actualización de la cabecera. La etiqueta 91 de
actualización del estado suave hace posible que una estación de
comunicaciones que recibe el paquete de la Figura 9 reconozca que
el paquete incluye información 93 de actualización de cabeceras, por
lo que la estación de comunicaciones receptora no confundirá el
paquete de la Figura 9 con una conversación (o vídeo) convencional o
un paquete convencional de tramas SID (o de "imagen estática").
Como se ilustra con líneas de puntos en 94 en la Figura 9, la
información 93 de actualización de cabeceras y la etiqueta 91 pueden
ser incluidas también en un paquete con una trama SID (o una
"imagen estática"), como se ha estudiado anteriormente con
respecto a la Figura 5 y en 41 de la Figura 4.
La Figura 10 ilustra un ejemplo de un paquete
que puede ser utilizado para transmitir la información de
actualización de cabeceras cuando se utiliza la técnica inventiva de
robar bits de carga útil y se utilizan para transmitir la
información de actualización de cabeceras. El paquete de la Figura
10 incluye una cabecera convencional (comprimida o no), una etiqueta
110 de actualización de estado suave y una información 111 de
actualización de cabeceras. La etiqueta 110 se proporciona de manera
que una estación de comunicaciones receptora reconocerá que el
paquete de la Figura 10 incluye información de actualización de la
cabecera además de (o en lugar de) datos de carga útil. El ejemplo
de la Figura 10 indica en líneas de puntos que una parte 112 de la
carga útil, por ejemplo, pueden incluirse en el paquete los bits más
significativos del códec de conversación en 12 de la Figura 1, junto
con la información 111 de actualización de la cabecera.
El paquete de la Figura 10 es también un ejemplo
de paquete que puede utilizarse para transmitir información de
actualización de cabeceras de acuerdo con la técnica relacionada con
el códec de la Figura 13. En este caso, toda la carga útil puede ser
incluida en 112, porque el umbral TH para la velocidad de bits
reducida del códec puede fijarse según se necesite para permitir
añadir (insertar) la información 111 de actualización de cabeceras
sin robar ningún bit de la carga útil (es decir, datos codificados
de la fuente).
La Figura 11 ilustra ejemplos de operaciones que
pueden ser realizadas de acuerdo con la presente invención como
apoyo a la actualización de estado suave de HC cuando se reciben los
paquetes. Una vez recibido un paquete en 101, se determina en 103 si
el paquete incluye o no una etiqueta de actualización de estado
suave (por ejemplo en 91 en la Figura 9 o 110 en la Figura 10). Si
no es así, no hay actualización de estado suave de HC. Si la hay, se
recupera en 104 la información de actualización de la cabecera
(véase 93 en la Figura 9 o 111 en la Figura 10) y se utiliza en 105
para efectuar la actualización de estado suave.
La Figura 12 ilustra partes pertinentes de
ejemplos de modos de realización de una estación de comunicaciones
de acuerdo con la invención, capaces de efectuar las operaciones
descritas anteriormente con respecto a las Figuras
1-11 y 13. El ejemplo de estación de comunicaciones
de la Figura 12 puede ser una estación inalámbrica, por ejemplo un
transceptor de radio móvil, tal como un teléfono móvil, o un
transceptor radio fijo. La estación de comunicaciones de la Figura
12 puede ser también una estación de comunicaciones cableadas para
ser utilizada con canales cableados, por ejemplo un ordenador
central de videoconferencia.
La estación de comunicaciones de la Figura 12
incluye un puerto 131 de comunicaciones para proporcionar
información sustantiva (por ejemplo, información de la conversación
o de vídeo) a una unidad 132 de paquetes, y para recibir información
sustantiva desde la unidad 132 de paquetes. El puerto 131 de
comunicaciones proporciona también información de cabeceras a la
unidad 133 de cabeceras. La unidad 133 de cabeceras puede utilizar
técnicas convencionales para generar cabeceras (comprimidas o no) a
partir de la información de cabeceras proporcionada por el puerto
131 de comunicaciones. La unidad 133 de cabeceras proporciona
cabeceras salientes a la unidad 132 de paquetes, y recibe también
cabeceras entrantes desde la unidad 132 de paquetes.
\newpage
La unidad 132 de paquetes funciona ensamblando
convencionalmente los bits de cabecera recibidos desde la unidad 133
y los bits de información sustantiva (es decir, los bits de carga
útil) recibidos desde el puerto 131 de comunicaciones, para formar
un paquete saliente, por ejemplo como el ilustrado en la Figura 1.
La unidad 132 de paquetes puede reenviar el paquete ensamblado a una
unidad 134 de radio que transmite el paquete por un radio enlace
135. En otros modos de realización (por ejemplo, un ordenador
central de videoconferencia), la unidad 132 de paquetes puede
entregar a la salida paquetes para un canal de comunicaciones por
cable (por ejemplo, una red de datos tal como Internet), como se
ilustra con línea de puntos. Los paquetes salientes de la Figura 12
pueden ser recibidos por una estación receptora (no ilustrada) que
puede tener, por ejemplo, una estructura y funcionalidad análogas a
la estación de comunicaciones de la figura 12.
La unidad 132 de paquetes recibe también desde
la unidad 134 de radio paquetes entrantes recibidos por la unidad de
radio por el radioenlace 135. La unidad 132 de paquetes desmonta
convencionalmente los paquetes entrantes y proporciona la
información sustantiva desde cada paquete entrante al puerto 131 de
comunicaciones para uso convencional. La unidad de paquetes
proporciona también las cabeceras de los paquetes entrantes a la
unidad 133 de cabeceras, la cual las descomprime según sea necesario
utilizando técnicas convencionales, y después reenvía la
información de cabeceras al puerto 131 de comunicaciones.
La unidad 132 de paquetes puede recibir también
desde el puerto 131 de comunicaciones una indicación de DTX (es
decir, sin actividad de conversación) o una indicación de "vídeo
estático" (es decir, sin actividad de vídeo), a las cuales puede
responder la unidad 132 de paquetes entregando a la salida paquetes
que incluyen tramas SID/"imagen estática", como se ilustra en
general en las Figuras 2 y 3.
La unidad de paquetes puede comunicarse también
con un códec (no ilustrado) para recibir desde él información de la
velocidad de bits y proporcionarle órdenes de reducir/restaurar la
velocidad de bits, como se describe anteriormente con respecto a la
Figura 13.
La unidad 133 de cabecera está acoplada para
intercambiar información de actualización de cabeceras con la unidad
132 de paquetes, y para indicar a la unidad 132 de paquetes cuándo
se desea enviar información de actualización de cabeceras en un
paquete saliente. Como respuesta a la recepción de una señal para
enviar información de actualización de cabeceras en un paquete
saliente, la unidad 132 de paquetes puede efectuar las operaciones
ilustradas en las Figuras 6, 8 y 13, ya sea individualmente o en
combinación según se desee, como se ha estudiado anteriormente. Se
puede generar un paquete tal como el ilustrado en la Figura 9 si
está teniendo lugar un funcionamiento de DTX/"vídeo estático",
y se puede generar un paquete tal como el ilustrado en la Figura 10,
si no está teniendo lugar un funcionamiento en DTX.
Cuando la estación de comunicaciones de la
Figura 12 recibe un paquete entrante, puede realizar los ejemplos de
operaciones ilustrados en la Figura 11. Cuando la unidad 132 de
paquetes detecta una etiqueta de actualización, tal como la
ilustrada en 91 en la Figura 9 o en 110 en la Figura 10, la unidad
de paquetes puede recuperar la información de actualización de la
cabecera, y proporcionar esta información de actualización de la
cabecera a la unidad 133 de cabeceras junto con una señal que indica
a la unidad de cabeceras que actualice el estado suave de HC. Si,
por ejemplo, la información de actualización de la cabecera incluye
una cabecera completa, la unidad de cabeceras puede utilizar la
cabecera completa de una manera convencional para hacer una
reposición (es decir, actualizar) la máquina de estados de
compresión de cabeceras (no ilustrada).
Será evidente para los que trabajan en la
técnica, que la invención descrita anteriormente puede ser
implementada por medio de modificaciones adecuadas en el hardware,
software o ambos, por ejemplo en una parte de la comunicación por
paquetes de una estación de comunicaciones convencionales
inalámbricas o cableadas.
Como se observa a partir de la discusión
anterior, la presente invención proporciona los siguientes ejemplos
de ventajas sobre la técnica anterior: puede efectuarse una
actualización continua del estado de compresión de cabeceras, dentro
de un canal de velocidad de bits constante, de una manera eficiente
respecto a los recursos; se reduce el tiempo durante el cual el
esquema de compresión de cabeceras está en un estado corrompido, de
una manera eficiente respecto a los recursos; y se reduce el número
de paquetes perdidos debido al estado corrompido de la compresión
de cabeceras, por lo que se mejora la calidad de los servicios en
tiempo real.
Aunque se han descrito en detalle anteriormente
ejemplos de modos de realización de la presente invención, esto no
limita el alcance de la invención, que puede ser puesta en práctica
en una diversidad de modos de realización.
Claims (21)
1. Un método para transmitir información
desde una primera estación de comunicaciones a una segunda estación
de comunicaciones, que comprende:
el ensamblaje de paquetes en la primera estación
que incluye información de cabeceras e información de carga útil, y
el envío de los paquetes ensamblados desde la primera estación a la
segunda estación;
incluyendo dicho paso de ensamblaje el
ensamblaje por la primera estación de un paquete de actualización,
incluyendo la sustitución de al menos parte de la información de
carga útil (111) con información de actualización de la cabecera,
que ha de ser utilizada por la segunda estación para interpretar la
información de cabeceras en paquetes subsiguientes enviados desde la
primera estación hasta la segunda estación; y
incluyendo dicho paso de envío el envío de dicho
paquete de actualización desde la primera estación a la segunda
estación.
2. El método de la reivindicación 1, en el
que dicho paso de sustitución incluye la sustitución de toda la
información de carga útil por información de actualización de la
cabecera.
3. El método de la reivindicación 1, en el
que dicho paso de sustitución incluye la sustitución de una primera
parte de la información de carga útil por información de
actualización de la cabecera, y donde dicho paso de envío incluye el
envío de la información de actualización de la cabecera en dicho
paquete de actualización, junto con una segunda parte de la
información de carga útil.
4. El método de la reivindicación 3, en el
que la segunda parte de la información de carga útil es una parte
relativamente más importante de la información de carga útil que la
primera parte de la misma.
5. El método de la reivindicación 1, en el
que la información de carga útil incluye una información entre la
información de conversación y la información de vídeo.
6. El método de la reivindicación 1, en el
que dicho paso de sustitución incluye la sustitución de al menos
parte de la información de carga útil con información de
actualización parcial de la cabecera, la cual puede ser utilizada
por la segunda estación para interpretar una parte de la información
de la cabecera en paquetes subsiguientes.
7. El método de la reivindicación 6, que
incluye la determinación de que una cantidad de información de carga
útil que está disponible para ser sustituida por la información de
actualización de la cabecera, es insuficiente para acomodar una
cantidad deseada de información de actualización de cabeceras, e
incluyendo dicho paso de sustitución la sustitución de al menos
parte de la información de carga útil por información de
actualización parcial de la cabecera, como respuesta a la
determinación de que la información de carga útil disponible es
insuficiente.
8. El método de la reivindicación 1, en el
que dichos pasos de envío incluyen el envío de paquetes a través de
un enlace de comunicaciones que incluye un canal de comunicaciones
inalámbricas.
9. Un aparato de comunicaciones para
transmitir información a un segundo aparato de comunicaciones, que
comprende:
una unidad de paquetes que tiene una entrada
para recibir información de carga útil, y que tiene una salida para
enviar al segundo aparato paquetes que incluyen información de carga
útil e información de cabeceras;
una unidad de cabeceras acoplada a dicha unidad
de paquetes para proporcionarle dicha información de cabeceras, y
también para proporcionarle información (111) de actualización de
cabeceras que ha de ser utilizada por el segundo aparato para
interpretar la información de cabeceras en paquetes subsiguientes
enviados desde dicha unidad de paquetes al segundo aparato; y
funcionando dicha unidad de paquetes, antes de
enviar uno de dichos paquetes, de manera que sustituye al menos
parte de la información de carga útil por información (111) de
actualización de cabeceras.
10. El aparato de la reivindicación 9, en el
que dicha unidad de paquetes funciona sustituyendo toda la
información de carga útil en dicho paquete por información de
actualización de la cabecera.
11. El aparato de la reivindicación 9, en el
que dicha unidad de paquetes funciona sustituyendo una primera parte
de la información de carga útil de dicho paquete por información de
actualización de la cabecera, y enviando la información de
actualización de la cabecera en dicho paquete junto con una segunda
parte de la información de carga útil.
12. El aparato de la reivindicación 11, en el
que la segunda parte de la información de la carga útil es una parte
relativamente más importante de la información de carga útil que la
primera parte de la misma.
13. El aparato de la reivindicación 9, en el
que dicha información de carga útil incluye una información entre la
información de conversación y la información de vídeo.
14. El aparato de la reivindicación 9, en el
que dicha unidad de paquetes funciona sustituyendo al menos parte de
la información de carga útil con información de actualización
parcial de la cabecera, que puede utilizar la segunda estación para
interpretar una parte de la información de la cabecera en los
paquetes subsiguientes.
15. El aparato de la reivindicación 9, en el
que dicha unidad de paquetes funciona enviando paquetes a través de
un enlace de comunicaciones que incluye un canal de comunicaciones
inalámbricas.
16. Un método para transmitir datos
codificados de la fuente desde una primera estación de
comunicaciones hasta una segunda estación de comunicaciones, que
comprende:
el ensamblaje por la primera estación de
paquetes de datos codificados de la fuente que incluyen información
de cabecera e información de carga útil que comprenden datos
codificados de la fuente, y el envío de los paquetes ensamblados
desde la primera estación hasta la segunda estación;
y la determinación por la primera estación de
que la velocidad de bits de un códec que generó los datos
codificados de la fuente está por debajo de un nivel umbral, y de
ahí en adelante, el ensamblaje de un paquete de actualización que
incluye información de cabecera e información de carga útil, que
comprende los datos codificados de la fuente y la información (111)
de actualización de cabecera que ha de utilizarse por la segunda
estación, para interpretar la información de cabecera en paquetes
subsiguientes de datos codificados de la fuente, enviados desde la
primera estación hasta la segunda estación.
17. El método de la reivindicación 16, en el
que los datos codificados de la fuente incluyen los datos de entre
los datos de conversación y los datos de vídeo.
18. El método de la reivindicación 16, en el
que dicho paso de determinación incluye la orden de la primera
estación al códec para que disminuya su velocidad en bits por debajo
del nivel umbral.
19. Un aparato de comunicaciones para
transmitir datos codificados de la fuente a un segundo aparato de
comunicaciones, que comprende:
una unidad de paquetes que tiene una entrada
para recibir datos codificados de la fuente, y que tiene una salida
para enviar al segundo aparato, paquetes de datos codificados de la
fuente que incluyen información de cabecera e información de carga
útil que comprenden datos codificados de la fuente;
una unidad de cabeceras acoplada a dicha unidad
de paquetes para proporcionarle dicha información de cabecera y
también para proporcionarle información (111) de actualización de
cabecera, que ha de ser utilizada por el segundo aparato para
interpretar la información de cabecera en los paquetes subsiguientes
de datos codificados de la fuente, enviados desde dicha unidad de
paquetes al segundo aparato; y
teniendo dicha unidad de paquetes una entrada
para recibir información que indica que la velocidad en bits de un
códec que generó los datos codificados de la fuente está por debajo
de un nivel umbral, respondiendo dicha unidad de paquetes a dicha
información para insertar la información (111) de actualización de
cabeceras en la información de carga útil de uno de dichos paquetes
de datos codificados de la fuente.
20. El aparato de la reivindicación 19, en el
que los datos codificados de la fuente incluyen datos entre los
datos de conversación y los datos de vídeo.
21. El aparato de la reivindicación 19, en que
dicha unidad de paquetes incluye una salida para ordenar al códec
que reduzca su velocidad en bits por debajo del nivel umbral.
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