專利名稱：用于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送的方法與設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送，特別涉及數(shù)字移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)中分組模 式數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送的數(shù)據(jù)分組的壓縮與糾錯(cuò)。
技術(shù)背景對(duì)于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)傳送，時(shí)常需要在傳送數(shù)據(jù)之前將信息劃分為具有 一定大小的分組。每個(gè)分組包括一定數(shù)量的比特。這些比特的一部分 形成分組的有效負(fù)載，而這些比特的另一部分形成包含一定控制信息 的分組的報(bào)頭。在互聯(lián)網(wǎng)中，傳送數(shù)據(jù)分組的服務(wù)器將這些報(bào)頭用于 為分組選擇路由至其正確的目的地。用于在互聯(lián)網(wǎng)中在分組傳送期間 控制這些分組的協(xié)議是TCP (傳輸控制協(xié)議)、UDP (用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議) 和IP(網(wǎng)際協(xié)議)。這些協(xié)議定義如何將數(shù)據(jù)組合在不同的分組中和如 何為每個(gè)分組選擇從一個(gè)節(jié)點(diǎn)至其目的地的另一節(jié)點(diǎn)的路由。分組模GPRS (UMTS，通用移動(dòng)電話系統(tǒng)；GPRS，通用分組無線電系統(tǒng))中。 由于人們想無論其位置如何都能進(jìn)行通信和被聯(lián)絡(luò)到，所以無線數(shù)據(jù) 傳送正在迅速增長(zhǎng)。例如GSM的無線數(shù)字網(wǎng)絡(luò)能將移動(dòng)電話機(jī)連接到 另一移動(dòng)電話機(jī)或連接到公用交換電話網(wǎng)絡(luò)(PSTN)或類似于ISDN(綜 合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)絡(luò))的其他網(wǎng)絡(luò)。例如，從GSM (全球移動(dòng)通信系統(tǒng))中 知道連接到PSTN的無線移動(dòng)電話網(wǎng)絡(luò)(MNW)， MNW允許用戶實(shí)際上在 任何地方并且甚至在旅行時(shí)(例如，在火車中)通信。未來無線網(wǎng)絡(luò) 的一個(gè)目的是也支持運(yùn)動(dòng)圖象的傳送以便通過無線電鏈路召開電視會(huì) 議。設(shè)計(jì)特殊的實(shí)時(shí)協(xié)議(RTP)用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳送，這允許通過分 組模式連接的實(shí)時(shí)通信，諸如通過互聯(lián)網(wǎng)連接進(jìn)行的電視會(huì)議和所謂 的互聯(lián)網(wǎng)電話呼叫。RTP可以和UDP與IP —起用作IP/UDP/RTP。將視頻與音頻數(shù)據(jù)封
裝在RTP (實(shí)時(shí)協(xié)議)分組中，而又將這些RTP分組封裝在UDP (用戶 數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議)與IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)數(shù)據(jù)報(bào)中。設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)傳送協(xié)議(RTP) 用于內(nèi)聯(lián)網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)上的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。RTP功能包括質(zhì)量估算與速率適配 的損耗檢測(cè)、數(shù)據(jù)的排序、媒體內(nèi)或媒體之間同步、信號(hào)源識(shí)別和基 本成員信息。設(shè)計(jì)RTP為在任何類型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議上操作并因此為完全 自我包含的，這表示它不取決于網(wǎng)絡(luò)模型的較低層中的任何信息。RTP 當(dāng)今只通過IP/IDP來實(shí)施，但可將此協(xié)議用于任何類型的分組網(wǎng)織例 如，國(guó)家ATM或ISDN)上。RTP報(bào)頭具有12個(gè)八比特組，UDP報(bào)頭具 有8個(gè)八比特組，而IP報(bào)頭具有20個(gè)八比特組。因而每個(gè)IP數(shù)據(jù)報(bào) 總的開銷是40個(gè)八比特組。由于RTP分組時(shí)常只傳送少量的有效負(fù)載 數(shù)據(jù)的事實(shí)，所以報(bào)頭信息的比例高，并且大部分的可利用帶寬必須 分配給此開銷。
可實(shí)現(xiàn)的音頻與視頻通信的質(zhì)量取決于最大數(shù)據(jù)傳輸速率，即， 可利用的帶寬。如果不使用音頻數(shù)據(jù)(即，有效負(fù)載)的壓縮，則通 用音頻CD質(zhì)量要求150千字節(jié)/秒的帶寬。甚至使用有效的MPEG1音 頻層3 (即，MP3 )音頻壓縮，也要求大約15千字節(jié)/秒(即，120千 比特/秒)的帶寬。在例如具有有線連接V. 90調(diào)制解調(diào)器的57.6千比 特/秒帶寬或具有GSM終端的9. 6千比特/秒帶寬的實(shí)時(shí)連接中獲得好 的質(zhì)量是困難的。增加數(shù)據(jù)傳送速率總的說來是數(shù)據(jù)傳送中尤其在無 線通信中是一個(gè)主要目標(biāo)。提高數(shù)據(jù)傳送速率的一種方式是擴(kuò)展數(shù)據(jù) 分組的大小并因而減少報(bào)頭引起的開銷。然而，增加分組大小導(dǎo)致數(shù) 據(jù)傳送中較長(zhǎng)的延遲，這一般并且尤其對(duì)于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送來說與數(shù)據(jù) 傳送的總目標(biāo)相矛盾。影響有效負(fù)載的誤碼的機(jī)會(huì)在大分組中也變得 更有可能。提高傳輸速率的另一方法利用代數(shù)算法壓縮數(shù)據(jù)分組，以 便將要傳送的數(shù)據(jù)編碼為減少數(shù)量的比特，這因?yàn)閭鬏數(shù)谋忍財(cái)?shù)量減 少而得到較快速的通信?？梢岳糜行ж?fù)載類型特定的壓縮算法來壓 縮此有效負(fù)載，并且可將某一報(bào)頭特定形式應(yīng)用于這些分組的報(bào)頭。 在這些方法中，分別壓縮報(bào)頭與有效負(fù)載，這是因?yàn)樵谥粔嚎s此報(bào)頭 時(shí)此報(bào)頭在某些情況中具有允許更強(qiáng)大壓縮的特征。在獨(dú)立地壓縮有 效負(fù)載與報(bào)頭時(shí)，也更容易再一次解壓縮此報(bào)頭以便進(jìn)一步進(jìn)行路由 選擇。
在該互聯(lián)網(wǎng)中，可以通過不同的節(jié)點(diǎn)為順序發(fā)送的數(shù)據(jù)分組選擇
路由，這使得能利用發(fā)送者與接收者之間的多個(gè)并行數(shù)據(jù)連接。固定 分組交換網(wǎng)絡(luò)具有高數(shù)據(jù)帶寬。另一方面，因?yàn)榭赡芡ㄟ^不同的節(jié)點(diǎn) 為順序分組選擇路由并且數(shù)據(jù)帶寬對(duì)于各個(gè)路由器可以不同，所以數(shù) 據(jù)分組可能不以發(fā)送這些分組相同的順序到達(dá)其目的地。因此，需要
在每個(gè)數(shù)據(jù)分組中包括有關(guān)目的地的完整信息。為此，該^L頭必須包 含一定數(shù)量的信息，但報(bào)頭的大小由于高數(shù)據(jù)帶寬而通常不是問題。 然而，如果得在具有低帶寬的串行鏈路上發(fā)送分組，則就出現(xiàn)了問題。 這時(shí)常是歸屬用戶例如利用個(gè)人計(jì)算機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)的接入點(diǎn)時(shí)的情況。 這樣的接入鏈路一般是已經(jīng)使用幾年的電話線路調(diào)制解調(diào)器和最近的 無線連接。在GSM的特殊情況中，數(shù)據(jù)連接、HSCSD (高速電路交換數(shù) 據(jù))和GPRS全部是串行鏈路的示例。由于其串行特性，與核心分組交 換網(wǎng)絡(luò)不同，這些類型的鏈路具有以發(fā)送分組的順序接收這些分組的 特性。因?yàn)轫樞虬l(fā)送每個(gè)分組，所以分組無法超過其前趨。數(shù)據(jù)分組 的此順序接收和通用TCP/IP協(xié)議中分組的特性使得能利用報(bào)頭壓縮 協(xié)議非常有效地壓縮報(bào)頭數(shù)據(jù)。
1990年2月V. Jacobson的文章"Compressing TCP/IP Headers for Low-Speed Serial Links"和1998年7月27日S.Casner與 V. Jacobson的文章"Compressing IP/UDP/RTP Headers for Low-Speed Serial Links"描述用于壓縮數(shù)據(jù)分組的凈艮頭的方法。這兩篇 文章之中的后一篇文章主張甚至有可能將40字節(jié)的原始報(bào)頭壓縮為3 字節(jié)。有效壓縮報(bào)頭的想法是基于具有某一通常恒定性能的TCP/IP報(bào) 頭的特征。首先，該報(bào)頭的一部分在整個(gè)連接期間保持恒定。第二， 此報(bào)頭的另一部分在各個(gè)分組之間一致地變化，允許幀間編碼。此變 化能是一致的，但即使不是一致的，編碼順序分組的報(bào)頭的特定部分 之間的不同也比發(fā)送這些部分的絕對(duì)值要求較少的信息。利用數(shù)據(jù)的 恒定改變性能來編碼數(shù)據(jù)稱為幀間編碼。然而，在Casner與Jacobson 的文章中，提到所述的壓縮方案對(duì)具有低往返時(shí)間的本地鏈路執(zhí)行最 佳，而在通常的數(shù)字移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中不是這種情況。
實(shí)際上，分組的串行發(fā)送與接收能有效利用 一 系列報(bào)頭的幀間編 碼。為了了解幀間編碼是什么，考慮差分(或變量)編碼的筒單示例。 不發(fā)送一串?dāng)?shù)字a， b， c， d， e等，而發(fā)送序列a，-a, b，-b-a， c，=c-b，…。 編碼該差別比編碼絕對(duì)值要求較低的分辨率(即，數(shù)據(jù)字長(zhǎng)度)，因而
又節(jié)省一些比特。然而，這種方案的弱點(diǎn)在于如果丟失一個(gè)幀間編 碼的報(bào)頭，則將丟失與之相關(guān)的分組和所有隨后的分組。為了從此報(bào) 頭的損壞中恢復(fù)，有兩種方法1)周期性地發(fā)送數(shù)據(jù)分組而不進(jìn)行報(bào) 頭壓縮來更新報(bào)頭序列(即，重新開始幀間編碼)；和2)在檢測(cè)到丟 失時(shí)根據(jù)需要更新該報(bào)頭序列。
周期性更新報(bào)頭序列由于甚至在不需要時(shí)也強(qiáng)迫不壓縮發(fā)送的分 組而浪費(fèi)一些壓縮益處。根據(jù)需要進(jìn)行更新基于確認(rèn)機(jī)制。接收者表 示接收的數(shù)據(jù)分組的報(bào)頭是否被破壞。確認(rèn)的使用對(duì)于調(diào)制解調(diào)器鏈 路可能是令人滿意的，但由于以下原因而不太適于無線鏈路
-差錯(cuò)率在無線傳輸中比在固定網(wǎng)絡(luò)中一般高幾個(gè)數(shù)量級(jí)。移動(dòng)站 的移動(dòng)由于無線電覆蓋范圍的變化和Doppler頻移而增加差錯(cuò)的可能 性。Doppler頻移在無線電數(shù)據(jù)接收時(shí)引起射頻的變化并且在移動(dòng)快 速時(shí)(例如，在運(yùn)動(dòng)火車中使用接收機(jī)時(shí))引起數(shù)據(jù)破壞，
-分組往返時(shí)間延遲由于交錯(cuò)而相當(dāng)大，甚至高達(dá)幾百亳秒。交錯(cuò) 在此上下文中表示在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，信道編碼可以擴(kuò)展兩個(gè)或多個(gè) 分組塊之間的單個(gè)數(shù)據(jù)分組的數(shù)據(jù)比特。因而，收集整個(gè)分組的全部 數(shù)據(jù)可能要求接收兩個(gè)或多個(gè)塊，這些塊進(jìn)行組合以便以其正確順序 生成原始分組，這增加顯著的延遲。
利用重發(fā)糾正分組丟失引起數(shù)據(jù)傳送的延遲。延遲對(duì)于雙向通信 是最有害的。在諸如監(jiān)聽來自遠(yuǎn)程應(yīng)答機(jī)的聲音剪輯或消息的單向音 頻連接中，接收機(jī)能適應(yīng)該延遲的變化。甚至幾百毫秒的延遲能干擾 雙向鏈路中的對(duì)話數(shù)據(jù)流。如果利用幀間編碼進(jìn)行報(bào)頭壓縮，則具有 由于單個(gè)報(bào)頭的破壞而可能丟失整個(gè)序列分組的危險(xiǎn)(如前所述)。因
此，報(bào)頭壓縮幾乎不適用于諸如通過無線電接口進(jìn)行電視會(huì)議的實(shí)時(shí) 通信中。無線電鏈路容易遭受無線電干擾并且能具有高達(dá)10—4的誤碼 率，而對(duì)于PSTN相應(yīng)的指數(shù)一般小于10—7。因?yàn)槿绻麤]有報(bào)頭不能為 分組選擇路由至其目的地，所以壓縮報(bào)頭的任何一個(gè)字節(jié)的差錯(cuò)可以 引起整個(gè)分組丟失。這樣的弱點(diǎn)是主要缺點(diǎn)并且限制報(bào)頭壓縮用于例 如實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)圖象和/或話音傳送。在傳送存儲(chǔ)文件時(shí)，重發(fā)故障分組是 可能的。在實(shí)時(shí)通信中，只要有可能在接收之后使數(shù)據(jù)傳送延遲最小， 就使用每個(gè)分組。如果丟失一個(gè)分組，則在接收下一分組之后不能再 使用此分組，這是因?yàn)樵趯⒛莻€(gè)信息表示給接收者時(shí)時(shí)間已過去。另
一方面，脫機(jī)傳輸能利用大的數(shù)據(jù)分組，因?yàn)檠h(huán)時(shí)間不重要并且這 本質(zhì)上減少報(bào)頭數(shù)據(jù)引起的開銷。因而，在文件傳送的情況中，不必 與實(shí)時(shí)通信中一樣減少報(bào)頭的大小。容易出錯(cuò)的通信信道的一個(gè)典型
示例是類似于GSM手機(jī)的移動(dòng)通信站與基站之間的無線電鏈路。
由于上述原因，在移動(dòng)電信的情況中，即使使用這兩種方法之中 任何一種方法來重新開始幀間編碼，當(dāng)前也認(rèn)為報(bào)頭的幀間編碼對(duì)于 類似于RTP的實(shí)時(shí)操作是不合適的。
然而，如果報(bào)頭壓縮能應(yīng)用于實(shí)時(shí)通信卻是有益的，這特別是因 為發(fā)送未壓縮報(bào)頭所要求的帶寬量與發(fā)送分組有效負(fù)載(數(shù)據(jù))要求 的帶寬量相比是巨大的。在其文章中，Casner與Jacobson解決這一 問題，假定20字節(jié)用于有效負(fù)載和12字節(jié)用于RTP報(bào)頭的指數(shù)。參 見這些指數(shù)，報(bào)頭引起的開銷是12字節(jié)/20字節(jié)=60%，因而顯然極希 望在容易遭受破壞的數(shù)據(jù)鏈路上也能使用報(bào)頭壓縮。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)在已發(fā)明出用于容錯(cuò)數(shù)據(jù)分組傳送的新方法與設(shè)備。根據(jù)本發(fā) 明，分組的報(bào)頭首先進(jìn)行壓縮并隨后利用前向糾錯(cuò)(FEC)保護(hù)到一定 程度以防止誤碼，這由于引入前向糾錯(cuò)信息而使報(bào)頭的大小增加一定 量，但至少能恢復(fù)在傳送期間受一個(gè)誤碼破壞的報(bào)頭。應(yīng)注意，雖然 以前為了分配最大比例的帶寬來傳送實(shí)際的有效負(fù)載而避免包括增加 冗余度的任何形式的前向糾錯(cuò)，但使用前向糾錯(cuò)來保護(hù)壓縮報(bào)頭不出 現(xiàn)誤碼實(shí)際上提供數(shù)據(jù)傳送速率的整體改善。例如，能在打算用于類 似于GPRS的分組交換無線電網(wǎng)絡(luò)的電信設(shè)備中實(shí)施此方法。
本發(fā)明介紹的方法利用報(bào)頭壓縮，之后前向糾錯(cuò)(FEC)編碼該壓 縮的報(bào)頭。"前向糾錯(cuò)"編碼的概念在此表示增加冗余比特以便能使用 冗余比特來恢復(fù)破壞的數(shù)據(jù)而不必重發(fā)數(shù)據(jù)。使用FEC來保護(hù)報(bào)頭能 恢復(fù)具有一定數(shù)量誤碼的壓縮比特，此報(bào)頭中能恢復(fù)的差錯(cuò)的最大數(shù) 量取決于使用的FEC算法和給此壓縮報(bào)頭附加的冗余比特的數(shù)量。即 使FEC達(dá)到使用增加冗余度，容易出錯(cuò)的無線電鏈路上的數(shù)據(jù)傳送效 率也比FEC冗余度的不利影響改善更多，并因而實(shí)際的傳送速率提高。 這在諸如移動(dòng)通信系統(tǒng)的容易出錯(cuò)的通信信道上的實(shí)時(shí)通信中特別有 益，但一般地這通常在無線電通信中或在固定的電話/調(diào)制解調(diào)器鏈路 上在通信信道的帶寬受限制時(shí)是有用的。本發(fā)明對(duì)于容易出錯(cuò)的通信
信道上的低比特率的實(shí)時(shí)通信甚至更有利。利用低速率和容易出錯(cuò)的 通信，差錯(cuò)的影響在這些差錯(cuò)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)分組的壓縮報(bào)頭的任何一個(gè) 比特中時(shí)最大.
本發(fā)明還有優(yōu)點(diǎn)是如果一個(gè)誤碼影響該分組，不松開此數(shù)據(jù)流 的所有其余部分，直至下一次更新，將有可能
-首先檢測(cè)此誤碼是否影響此報(bào)頭或有效負(fù)載(例如，音頻、視頻 或數(shù)據(jù))。如果只影響此有效負(fù)載，則能決定是拋棄此有效負(fù)栽還是應(yīng) 用某一前向糾錯(cuò)。在任何一種情況中，因?yàn)閹g編碼的報(bào)頭是完整的， 所以能使用那之后的分組。
-如果此壓縮報(bào)頭自己受損壞，則增加的前向糾錯(cuò)比特能用于試圖 恢復(fù)原始報(bào)頭，并且在恢復(fù)成功時(shí)，能使用此數(shù)據(jù)流，降低需要更新 (重發(fā)整個(gè)分組而不壓縮)的概率。因?yàn)樵趬嚎s之后報(bào)頭一般只由幾 個(gè)字節(jié)組成，所以保護(hù)壓縮報(bào)頭的比特是有道理的，并且雖然引入一 定量的冗余度，但這使之不必重發(fā)全部的數(shù)據(jù)分組。這可以顯著地減 少要重發(fā)的數(shù)據(jù)量并且通過減少視頻/音頻接收時(shí)干擾暫停的數(shù)量將 顯著改善雙向通信。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供用于通過容易遭受數(shù)據(jù)破壞的傳輸 路徑發(fā)送并且還接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的一種方法，所述分組包括有效負(fù) 載和具有一組比特的報(bào)頭，其特征在于所述方法還包括以下步驟
壓縮所述比特組；
通過前向糾錯(cuò)編碼此壓縮比特組來修改所述報(bào)頭； 通過所述傳輸路徑發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組； 接收所述數(shù)據(jù)分組； 前向糾錯(cuò)解碼此壓縮比特組；和 解壓縮此壓縮比特組以再生所述報(bào)頭。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供用于通過容易遭受數(shù)據(jù)破壞的傳輸 路徑發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的一種方法，所述分組包括有效負(fù)載和具有一 組比特的報(bào)頭，其特征在于所述方法包括以下步驟
壓縮所述比特組；
通過前向糾錯(cuò)編碼此壓縮比特組來修改所述報(bào)頭；和 在糾錯(cuò)編碼之后通過所述傳輸路徑發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組。 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供用于接收包括報(bào)頭與有效負(fù)載的壓
縮數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的一種方法，所述報(bào)頭包括一組比特，其特征在于所
述方法包括以下步驟
接收包括報(bào)頭的數(shù)據(jù)分組，其中壓縮和前向糾錯(cuò)編碼所述比特
組；
解碼所述前向糾錯(cuò)編碼比特組；和 解壓縮所迷壓縮比特組。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供一種數(shù)字無線電話網(wǎng)絡(luò)，用于通過 容易遭受數(shù)據(jù)破壞的傳輸路徑傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組，所述分組包括有效 負(fù)載和具有一組比特的報(bào)頭，其特征在于所述網(wǎng)絡(luò)包括
用于通過壓縮所述比特組來壓縮所述報(bào)頭的裝置；
用于前向糾錯(cuò)編碼所述壓縮比特組以保護(hù)所述^L頭不受所述壓縮 比特組中誤碼的影響的裝置；
用于通過所述傳輸路徑發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組的裝置；
用于接收所述數(shù)據(jù)分組的裝置；
用于通過解碼所述編碼比特組來恢復(fù)所述編碼比特組的裝置；和 用于解壓縮所述報(bào)頭的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)射機(jī)，用于通過容 易遭受數(shù)據(jù)破壞的傳輸路徑發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組，所述分組包括有效負(fù) 栽和具有一組比特的報(bào)頭，其特征在于所述發(fā)射機(jī)包括
用于壓縮所述組的裝置；
用于利用前向糾錯(cuò)方法糾錯(cuò)編碼所述組的裝置；和 用于通過所述傳輸路徑發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組的裝置。 根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供一種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)，用于接收通 過容易遭受數(shù)據(jù)破壞的數(shù)字傳輸路徑發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組，所述分組 包括有效負(fù)載和具有一組比特的報(bào)頭，其特征在于所述接收機(jī)包括
用于接收包括報(bào)頭的數(shù)據(jù)分組的裝置，其中壓縮和前向糾錯(cuò)編碼 所述比特組；
用于前向糾錯(cuò)解碼所述比特組的裝置；和 用于解壓縮所述比特組的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第七方面，提供一種移動(dòng)站，包括用于通過容易遭 受數(shù)據(jù)破壞的傳輸路徑發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)射機(jī)，所述分 組包括有效負(fù)載和具有一組比特的報(bào)頭，其特征在于所述移動(dòng)站包
括
用于壓縮所述組的裝置；
用于利用前向糾錯(cuò)方法糾錯(cuò)編碼所述組的裝置；和 用于通過所述傳輸路徑發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組的裝置。 根據(jù)本發(fā)明的第八方面，提供一種移動(dòng)站，包括用于接收通過容 易遭受數(shù)據(jù)破壞的數(shù)字傳輸路徑發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收 機(jī)，所述分組包括有效負(fù)栽和具有一組比特的報(bào)頭，其特征在于所述 移動(dòng)站包括
用于接收包括報(bào)頭的數(shù)據(jù)分組的裝置，其中壓縮和前向糾錯(cuò)編碼 所述比特組；
用于解碼所述前向糾錯(cuò)編碼比特組的裝置；和 用于解壓縮所述比特組的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第九方面，提供一種分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素，用于差錯(cuò) 恢復(fù)通信，包括用于接收通過數(shù)字傳輸路徑發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的裝 置，所述分組包括有效負(fù)載和具有一組比特的報(bào)頭，其特征在于所述 元素包括
用于接收包括報(bào)頭的數(shù)據(jù)分組的裝置，其中壓縮和前向糾錯(cuò)編碼 所述比特組；
用于解碼所述前向糾錯(cuò)編碼比特組的裝置；和 用于解壓縮所述比特組的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第十方面，提供一種分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素，用于差錯(cuò) 恢復(fù)通信，包括用于通過傳輸路徑發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的裝置，所述分 組包括有效負(fù)載和具有一組比特的報(bào)頭，其特征在于所述元素包括
用于壓縮所述組的裝置；
用于利用前向糾錯(cuò)方法糾錯(cuò)編碼所述組的裝置；和 用于通過所述傳輸路徑發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組的裝置。


現(xiàn)在將結(jié)合附圖利用示例來描述本發(fā)明，其中 圖1表示現(xiàn)有技術(shù)公知的分組交換GPRS網(wǎng)絡(luò)中的電信網(wǎng)絡(luò)連接； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)公知的容易遭受數(shù)據(jù)破壞的分組交換無線電鏈路 上簡(jiǎn)化的數(shù)據(jù)流的圖表；
圖3是現(xiàn)有技術(shù)公知的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的圖表；
圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的移動(dòng)站部分的方框圖； 圖5是現(xiàn)有技術(shù)公知的壓縮報(bào)頭的圖表；圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的前向糾錯(cuò)比特的位置與其預(yù)定保護(hù)的 比特的關(guān)系的示例方案；圖7是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的壓縮和隨后進(jìn)行FEC編碼的報(bào)頭的結(jié) 構(gòu)、壓縮和FEC編碼的報(bào)頭的損壞以及損壞報(bào)頭的進(jìn)一步重構(gòu)的示例 的圖表；圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的壓縮與前向糾錯(cuò)編碼報(bào)頭的字節(jié)的圖 表5和圖9是根據(jù)圖8的壓縮與前向糾錯(cuò)編碼報(bào)頭的圖表。
具體實(shí)施方式
圖1表示典型的分組交換GPRS網(wǎng)絡(luò)中的電信網(wǎng)絡(luò)連接。此GPRS 網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的主要元素是GPRS支持節(jié)點(diǎn)，即，所謂的GSN。正是移 動(dòng)性路由器影響此連接并通過連接Gi與不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(例如，與公與另一操作者的GPRS網(wǎng)絡(luò)協(xié)作，通過連接Gr利用GPRS一寄存器進(jìn)行移 動(dòng)性管理并將數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)站而無論其位置如何。實(shí)際上，GPRS 支持節(jié)點(diǎn)GSN能根據(jù)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)路由器的結(jié)構(gòu)合并在MSC (移動(dòng)交換中 心)中或能是獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)元素。用戶數(shù)據(jù)直接通過支持節(jié)點(diǎn)GSN與由 基站BTS和基站控制器BSC組成的基站系統(tǒng)BSS之間的連接Gb，但在 支持節(jié)點(diǎn)GSN與移動(dòng)交換中心MSC之間具有信令連接Gs。方框之間的 實(shí)線代表數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，而虛線代表信令。物理上，此數(shù)據(jù)能透明地通過 移動(dòng)交換中心MSC?；綛TS與移動(dòng)站MS之間的無線電接口利用符號(hào) Um進(jìn)行標(biāo)記。參考符號(hào)Abis與A代表基站BTS與基站控制器BSC之 間的接口和基站控制器BSC與移動(dòng)交換中心MSC之間是信令連接的接 口。符號(hào)Gn代表同一操作者網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的不同支持節(jié)點(diǎn)之間的連接。這些 支持節(jié)點(diǎn)通常分類為如圖1所示的網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn)GGSN (網(wǎng)關(guān)GSN)和 服務(wù)或歸屬支持節(jié)點(diǎn)SGSN (服務(wù)GSN)。圖2表示現(xiàn)有技術(shù)公知的容易遭受數(shù)據(jù)破壞的分組交換無線電鏈 路上的數(shù)據(jù)流的簡(jiǎn)化圖表。為了簡(jiǎn)明起見，假定在移動(dòng)站MS與電信網(wǎng) 絡(luò)NW之間的無線電連接中不使用交錯(cuò)。因而，假定每個(gè)分組在單獨(dú)幀 中全部進(jìn)行發(fā)送，這與例如真實(shí)的GPRS數(shù)據(jù)連接中的正常情況相反， 在此正常情況中通常交錯(cuò)每個(gè)數(shù)據(jù)分組的比特，將這些比特劃分為不 同的幀。這樣的交錯(cuò)對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是公知的。為了描 述本發(fā)明，是如此發(fā)送每個(gè)分組還是將每個(gè)分組交錯(cuò)在不同的分組中 是無關(guān)緊要的。甚至在交錯(cuò)時(shí)，報(bào)頭以及分組的有效負(fù)載在數(shù)據(jù)傳送 期間可能被破壞并且此破壞具有如前所述的相同影響。如圖2所示，移動(dòng)站MS通過無線電鏈路發(fā)送利用RTP數(shù)據(jù)分組 Pl-P5的數(shù)據(jù)流形成的無線電信號(hào)給電信網(wǎng)絡(luò)NW。此網(wǎng)絡(luò)通常包括接 收此數(shù)據(jù)的終端(未示出)。此數(shù)據(jù)流包括許多順序的數(shù)據(jù)分組，每個(gè) 數(shù)據(jù)分組包括一定數(shù)量的比特。要求一些比特用于控制每個(gè)分組的路 由選擇，并且其它的比特載有將進(jìn)行傳送的實(shí)際信息(有效負(fù)載)。在 圖2所示的示例中，假定在傳送期間具有影響分組P2與P3的數(shù)據(jù)的 短時(shí)間周期的干擾。現(xiàn)在假定分組2中引起的差錯(cuò)只影響其有效負(fù) 載，并且分組P3的報(bào)頭被破壞，有效負(fù)載的破壞損害接收的數(shù)據(jù)的質(zhì) 量，但音頻和/或視頻編碼算法(例如，檢錯(cuò)、糾錯(cuò)與隱蔽算法)能用 于減少有效負(fù)載中差錯(cuò)的影響。然而，分組3的報(bào)頭的破壞將使整個(gè) 分組無用，這是因?yàn)橛糜跒榇朔纸M選擇路由至其目的地的控制信息被 丟失或變成無效的。而且，如果使用幀間編碼方法來壓縮這些報(bào)頭， 則所有隨后的分組也將變得不可使用，直至此MS接收到通知它未接收 到分組P3-P5的確認(rèn)，或直至此MS發(fā)送未壓縮分組(即，未進(jìn)行幀間 編碼的分組)作為幀間編碼的周期性更新。丟失分組的數(shù)量取決于循 環(huán)(往返)時(shí)間，即，在從移動(dòng)站中發(fā)送分組與接收到未正確接收到 某一分組的確認(rèn)之間過去的時(shí)間。此循環(huán)時(shí)間的典型值是330毫秒。 如果每30亳秒(典型值)發(fā)送分組，則由于分組報(bào)頭中的差錯(cuò)而丟失 的分組的平均數(shù)量等于330亳秒/30亳秒=11個(gè)分組?；蛘撸绻詴r(shí) 間來表示，則將具有至少等于循環(huán)時(shí)間(即，330毫秒)的時(shí)間的數(shù)據(jù) (例如，音頻和/或視頻數(shù)據(jù))接收的中斷。圖3表示現(xiàn)有技術(shù)公知的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組Pl。此分組包括報(bào)頭11 和有效負(fù)載12。此報(bào)頭包括至少形成此報(bào)頭數(shù)據(jù)一部分的幀間編碼的 一組比特(30)。圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例對(duì)于描述本發(fā)明有用的移動(dòng)站MS的部分 的方框圖。此移動(dòng)站包括控制此移動(dòng)站的中央處理單元CPU。此CPU 的指令存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器MEM中。為了接收數(shù)據(jù)分組，具有通過雙工濾波
器DPX連接到空中AER的接收機(jī)模塊RX。為了發(fā)送數(shù)據(jù)分組，此移動(dòng) 站具有通過此雙工濾波器連接到空中AER的發(fā)射機(jī)模塊TX。另外，可 能具有用于用戶交互作用的用戶接口 UI和用于連接到輔助設(shè)備(例 如，膝上計(jì)算機(jī))的數(shù)據(jù)接口 IF。此CPU安排為組織此數(shù)據(jù)以便在數(shù) 據(jù)分組中發(fā)送此數(shù)據(jù)并形成這些數(shù)據(jù)分組的報(bào)頭。此CPU也安排為將 有用數(shù)據(jù)(即，有效負(fù)載)與利用此RX接收的數(shù)據(jù)分組分開?？蛇x擇 地，可以利用特定的硬布線電路、特定或共享的數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)處理。圖5表示由四個(gè)字節(jié)PB1、 PB2、 PB3與PB4構(gòu)成的壓縮報(bào)頭31。 壓縮報(bào)頭31的第一字節(jié)PB1的8個(gè)比特位置具有標(biāo)號(hào)l-8。在無線電鏈路中，極有可能具有突發(fā)類型差錯(cuò)并因此應(yīng)認(rèn)識(shí)到， 每個(gè)前向糾錯(cuò)比特可以有意地遠(yuǎn)離其打算保護(hù)的報(bào)頭的比特。 一種方 案是將前向糾錯(cuò)比特以離開從中計(jì)算這些糾錯(cuò)比特的比特的固定距離 放置在此報(bào)頭數(shù)據(jù)之中。最優(yōu)選擇是從相互遠(yuǎn)離的報(bào)頭的比特中計(jì)算 這些前向糾錯(cuò)比特，這在試圖利用通用前向糾錯(cuò)數(shù)據(jù)恢復(fù)這些保護(hù)報(bào) 頭比特時(shí)提高只有一個(gè)保護(hù)報(bào)頭比特被破壞的機(jī)會(huì)。雖然具有許多方 式來實(shí)施此，但在圖6中給出一個(gè)示例。在圖6中，包括4字節(jié)(即，32比特)報(bào)頭信息的壓縮報(bào)頭安排 在四行比特中。在此示例中，對(duì)于每?jī)蓚€(gè)比特的報(bào)頭數(shù)據(jù)計(jì)算奇偶校 驗(yàn)比特。為了表示這些前向糾錯(cuò)比特如何與此示例的4個(gè)字節(jié)的其他 比特相關(guān)，對(duì)應(yīng)于單個(gè)比特的每個(gè)比特位置利用從a至z并隨后利用 從oc至ti的字母順序進(jìn)行標(biāo)記。要傳送的此報(bào)頭的總大小是6個(gè)字節(jié)， 這是因?yàn)榘?個(gè)字節(jié)的壓縮報(bào)頭增加2個(gè)字節(jié)用于前向糾錯(cuò)。從第 二行開始，在每個(gè)比特之后具有利用代表兩個(gè)不同比特的兩個(gè)字符的 組合標(biāo)記的前向糾錯(cuò)比特。從前一字節(jié)的比特和后一字節(jié)的比特中計(jì) 算每個(gè)前向糾錯(cuò)比特。因而，比特j之后是從比特a與r中計(jì)算的前 向糾錯(cuò)比特、相應(yīng)地，在比特k之后具有比特、等等。比特a-i形 成字節(jié)l，比特j-、形成字節(jié)2，比特n-、形成字節(jié)3，比特r- 形成 字節(jié)4，比特v-、形成字節(jié)5，并且比特z-n形成字節(jié)6。在順序發(fā)送 這6個(gè)字節(jié)之中的每個(gè)字節(jié)時(shí)，可能出現(xiàn)的差錯(cuò)脈沖串能順序破壞多 個(gè)比特并且還有可能恢復(fù)此報(bào)頭的內(nèi)容。例如，如果整個(gè)字節(jié)2被破
壞或丟失，則這表示此報(bào)頭的4個(gè)比特和4個(gè)前向糾錯(cuò)比特的破壞。 由于沒有破壞的前向糾錯(cuò)比特稱為破壞的報(bào)頭比特，所以丟失字節(jié)2 的前向糾錯(cuò)比特不損害這一字節(jié)2的報(bào)頭比特的恢復(fù)。相反地，使用 的前向糾錯(cuò)比特將交錯(cuò)在字節(jié)4內(nèi)并因而能用于恢復(fù)破壞的字節(jié)2的 報(bào)頭比特j-m。用于計(jì)算前向糾錯(cuò)比特值的函數(shù)例如能是XOR函數(shù)。為了表示和/或從出現(xiàn)在有效負(fù)載中的差錯(cuò)中恢復(fù)，也能對(duì)數(shù)據(jù)分 組的那個(gè)部分進(jìn)行檢錯(cuò)和/或前向糾錯(cuò)編碼。圖7表示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的報(bào)頭的編碼、由于數(shù)據(jù)傳送引起的 損害和損害的壓縮報(bào)頭的進(jìn)一步重構(gòu)的示例圖表。利用字母 a, b, c， d， e， f， g， h表示將進(jìn)行前向糾錯(cuò)編碼的字節(jié)的連續(xù)比特的比特 位置。此前向糾錯(cuò)編碼方案如下a，X0R(a，b)，b，X0R(b，c)，c…，。此 方案利用8個(gè)比特(即， 一個(gè)字節(jié))來表示。原始序列是S0。每個(gè)比 特能具有兩個(gè)值0與1之中的任何一個(gè)值，但為了簡(jiǎn)化將這些比特全 部設(shè)置為1。編碼序列表示為序列Sl。隨后虛差錯(cuò)改變第三編碼和第 二最后比特的值，得到序列S2。接下來，F(xiàn)EC解碼此報(bào)頭的編碼比特。 在接收到破壞的序列S2時(shí)，利用附加的冗余度計(jì)算序列S3。為了找出 哪些比特被破壞，執(zhí)行似然分析。每個(gè)比特具有的相等概率被倒置。因而比特差錯(cuò)同樣有可能影響 報(bào)頭的壓縮數(shù)據(jù)內(nèi)容或此報(bào)頭中包括的奇偶校驗(yàn)比特。為了確定在數(shù) 據(jù)傳輸期間是否出現(xiàn)誤碼，必須檢查接收的比特流。在此示例中，在 報(bào)頭的每?jī)蓚€(gè)數(shù)據(jù)比特之間具有從這些數(shù)據(jù)比特中計(jì)算的奇偶校驗(yàn)比 特。除了第一與最后一個(gè)數(shù)據(jù)比特之外，能從三個(gè)獨(dú)立的并且同樣可 靠的信息源中導(dǎo)出每個(gè)數(shù)據(jù)比特的值。對(duì)于某一數(shù)據(jù)比特(e): .這樣的接收數(shù)據(jù)比特e具有某一第一值。-對(duì)于某一數(shù)據(jù)比特(e)，前一數(shù)據(jù)比特(d)和這某一數(shù)據(jù)比特 (e )與前一數(shù)據(jù)比特(d)之間的奇偶校驗(yàn)比特(、)表示用作第二 源的這某一數(shù)據(jù)比特的第二值。 這某一數(shù)據(jù)比特(e )之后的數(shù)據(jù)比特(f )和奇偶校驗(yàn)比特(ef) 表示用作第三源的這某一數(shù)據(jù)比特的第三值。如果所有這三個(gè)源對(duì)于某一數(shù)據(jù)比特表示同一值，則有可能正確 接收到此數(shù)據(jù)比特(第一值)。如果這些比特之中的兩個(gè)比特支持第一 比特，也更有可能第一值是正確的而非不正確。然而，如果第二與第
三值都和第一值不同，則更有可能第一值是不正確的并且應(yīng)進(jìn)行倒置 以得到可能正確的值。對(duì)于第一與最后的數(shù)據(jù)比特，不采用此方法， 這是因?yàn)橹挥袃蓚€(gè)可能的指示來決定此數(shù)據(jù)比特的正確值。對(duì)于這些 數(shù)據(jù)比特，在不確定此序列末尾之一 中的數(shù)據(jù)比特或緊接在其后面的 奇偶校驗(yàn)比特是否是不正確的時(shí)，不可能決定其值是否是正確的。這 兩個(gè)比特又具有不正確的相同可能性。為了保護(hù)所有的數(shù)據(jù)比特，此 數(shù)據(jù)比特序列能從這兩個(gè)末尾之中的每一個(gè)末尾擴(kuò)展一個(gè)固定比特 (例如，1)。這還利用具有兩個(gè)誤碼的示例來表示，其中一個(gè)誤碼在數(shù)據(jù)比特中，而另一個(gè)誤碼在奇偶校驗(yàn)比特中。在接收到序列S2時(shí)，啟動(dòng)以下 序列1) 生成陣列來為每個(gè)數(shù)據(jù)比特保持兩個(gè)似然計(jì)數(shù)器。第一計(jì)數(shù)器 L0用于計(jì)數(shù)表示相應(yīng)比特應(yīng)為零的觀測(cè)值。第二計(jì)數(shù)器Ll計(jì)數(shù)表示相 應(yīng)比特應(yīng)為一的觀測(cè)值。首先將這兩個(gè)計(jì)數(shù)器設(shè)置為零。2) 第一比特的比特值(即，第一數(shù)據(jù)比特a)為第一觀測(cè)值。如 果此比特為0，則用于第一數(shù)據(jù)比特的計(jì)數(shù)器L0遞增1，否則計(jì)數(shù)器 Ll遞增1。3) 接下來，讀出兩個(gè)隨后的比特，即，第一奇偶校驗(yàn)比特^和第 二數(shù)據(jù)比特b。然后，利用XOR運(yùn)算比較第一數(shù)據(jù)比特a和第二數(shù)據(jù)比 特b，并且還將結(jié)果與接收的第一奇偶校驗(yàn)比特\進(jìn)行比較。如果這些 比特一致，則對(duì)應(yīng)于a值的計(jì)數(shù)器遞增1，如果不一致，則對(duì)應(yīng)于a的 另一可能值的計(jì)數(shù)器遞增1。在這兩種情況中，仍然使用對(duì)應(yīng)于第一數(shù) 據(jù)比特的計(jì)數(shù)器。4) 下一步驟是計(jì)算對(duì)應(yīng)于第二數(shù)據(jù)比特的計(jì)數(shù)器L0與Ll的值。 此時(shí)具有三個(gè)不同的指示均能暗示笫二數(shù)據(jù)比特b的正確值。其中的 第一種指示是比特b的值。與步驟2中一樣，根據(jù)比特b的值，計(jì)數(shù) 器L0或L1遞增1，即，如果b-0，則L0遞增1，否則遞增L1。5) 第二種指示是奇偶校驗(yàn)比特\和從比特a與b中計(jì)算的奇偶校 驗(yàn)比特的相等性。而且，如果這些比特一致，則對(duì)應(yīng)于比特b值的計(jì) 數(shù)器L0或L1遞增1。否則，遞增另一計(jì)數(shù)器。6) 第三種指示是奇偶校驗(yàn)比特be和從比特b與c中計(jì)算的奇偶校 驗(yàn)比特的相等性。而且，如果這些比特一致，則對(duì)應(yīng)于比特b值的計(jì)
數(shù)器L0或L1遞增1。7) 根據(jù)步驟2-6檢查每個(gè)數(shù)據(jù)比特，此程序生成兩個(gè)似然陣列L0 與L1。8) 如此接受具有兩個(gè)或三個(gè)類似指示的每個(gè)數(shù)據(jù)比特(L0或Ll 為3)。9) 倒置具有兩個(gè)矛盾指示(即，相對(duì)接收值的兩種指示)的每個(gè) 數(shù)據(jù)比特。10) 第一與最后一個(gè)數(shù)據(jù)比特保持不變。如果具有矛盾指示，則 可以認(rèn)為此數(shù)據(jù)比特的值不可靠。圖8是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的壓縮與前向糾錯(cuò)編碼報(bào)頭41的字節(jié)的 圖表。此報(bào)頭包括利用3個(gè)字節(jié)的報(bào)頭數(shù)據(jù)并且也利用3個(gè)字節(jié)的 FEC1、 FEC2與FEC3糾錯(cuò)數(shù)據(jù)形成的比特序列。圖9是根據(jù)圖8的壓縮與前向糾錯(cuò)編碼報(bào)頭的圖表。為了表示此 報(bào)頭內(nèi)這些比特的布局，每個(gè)報(bào)頭數(shù)據(jù)字節(jié)的內(nèi)容表示為利用從a至x 的字母標(biāo)記的比特。FEC字節(jié)的每個(gè)比特也利用對(duì)應(yīng)于從中計(jì)算此比特 的報(bào)頭數(shù)據(jù)比特的字母來標(biāo)記。在此報(bào)頭中，將這些比特組織在從比 特a開始至利用x標(biāo)記的最后一個(gè)FEC比特的線性序列中。因?yàn)閷?duì)于 每?jī)蓚€(gè)相鄰比特形成一個(gè)奇偶校驗(yàn)比特，所以此糾錯(cuò)方案中FEC比特 的數(shù)量是23。為了填充第三FEC字節(jié)的最后比特位置，能如此拷貝報(bào) 頭數(shù)據(jù)比特，優(yōu)選第一與最后的數(shù)據(jù)比特之一來加強(qiáng)其保護(hù)以防誤 碼。可選擇地，例如能利用有效負(fù)栽的第一比特來填充此最后的比特 位置.根據(jù)本發(fā)明，此電信網(wǎng)絡(luò)也包括用于將壓縮與FEC編碼的報(bào)頭解 壓縮為標(biāo)準(zhǔn)形式以允許其正常使用。這能在此網(wǎng)絡(luò)的任何合適部分中 (例如，在MSC或BSC、 CPU和存儲(chǔ)器或如前面結(jié)合圖4所述的特定硬 件上)實(shí)施。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改而不脫離 本發(fā)明的范疇。例如，可以使用類似于US專利5870412中所述的更復(fù) 雜的前向糾錯(cuò)方法來替代上述的簡(jiǎn)單X0R方法，以便利用同一冗余度 獲得更好的糾錯(cuò)能力。
權(quán)利要求
1.用于通過容易遭受數(shù)據(jù)破壞的傳輸路徑發(fā)送并且還接收數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的一種方法，所述分組包括有效負(fù)載和報(bào)頭，所述報(bào)頭具有一組比特，所述方法包括以下步驟壓縮所述比特組；其特征在于，所述壓縮所述比特組的步驟包括幀間編碼所述比特組，且所述方法還包括下列步驟通過前向糾錯(cuò)(FEC)編碼此壓縮比特組來修改所述報(bào)頭；通過所述傳輸路徑發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組；接收所述數(shù)據(jù)分組；FEC解碼此壓縮比特組；和解壓縮此壓縮比特組以再生所述報(bào)頭。
2. 用于通過容易遭受數(shù)據(jù)破壞的傳輸路徑發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的一 種方法，所述分組包括有效負(fù)載和報(bào)頭，所述報(bào)頭具有一組比特，所 述方法包括以下步驟壓縮所述比特組；其特征在于，所述壓縮所述比特組的步驟包括幀間編碼所述比特 組，且所述方法還包括下列步驟通過前向糾錯(cuò)(FEC)編碼此壓縮比特組來修改所述報(bào)頭；和 在糾錯(cuò)編碼之后通過所述傳輸路徑發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組。
3. 用于接收包括報(bào)頭與有效負(fù)載的壓縮數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組的一種方 法，所述報(bào)頭包括一組比特，所述方法包括以下步驟接收包括所述報(bào)頭的數(shù)據(jù)分組，其中壓縮和前向糾錯(cuò)(FEC )編碼 所述比特組；其特征在于所述方法還包括下列步驟 解碼所述前向糾錯(cuò)編碼比特組；和解壓縮所述壓縮比特組，其中所述比特組被幀間編碼且所述解壓 縮所述壓縮比特組的步驟包括對(duì)所述幀間編碼的比特組進(jìn)行解碼。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，所述傳輸路徑是移 動(dòng)電信路徑的信道，并且由于無線電干擾引起所述數(shù)據(jù)破壞。
5. 根據(jù)任何一個(gè)前面權(quán)利要求的方法，其特征在于，所述有效負(fù) 載包括實(shí)時(shí)通信數(shù)據(jù)。
6. —種數(shù)字無線電話網(wǎng)絡(luò)(MNW)，用于通過容易遭受數(shù)據(jù)破壞的 傳輸路徑(Um )傳送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組(Pl )，所述分組包括有效負(fù)載(12 ) 和報(bào)頭(11)，所述報(bào)頭具有一組比特(30)，所述網(wǎng)絡(luò)包括用于通過壓縮所述比特組來壓縮所述報(bào)頭的裝置(CPU, MEM);其特征在于，所述用于壓縮所述報(bào)頭的裝置是幀間編碼裝置，且 所述網(wǎng)絡(luò)還包括用于前向糾錯(cuò)(FEC)編碼所述壓縮比特組(30)的裝置(CPU), 以保護(hù)所述報(bào)頭不受所述壓縮比特組中誤碼的影響；用于通過所述傳輸路徑發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組的裝置(TX， DPX， AER);用于接收所述數(shù)據(jù)分組的裝置(RX， DPX， AER);用于解碼所述FEC編碼比特組的裝置(CPU, MEM);和用于解壓縮所述報(bào)頭的裝置(CPU, MEM)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6的數(shù)字無線電話網(wǎng)絡(luò)，其特征在于，所述傳輸 路徑是移動(dòng)電信路徑的信道，并且由于無線電干擾引起所述數(shù)據(jù)破 壞。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6或7的數(shù)字無線電話網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述網(wǎng) 絡(luò)包括用于在接收此數(shù)據(jù)分組時(shí)檢測(cè)所述組的破壞的裝置(CPU, MEM);和用于解碼的所述裝置(CPU, MEM)安排為在所述比特組被破壞的 情況中恢復(fù)所述比特組。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6-8之中任何一個(gè)權(quán)利要求的數(shù)字無線電話網(wǎng) 絡(luò)，其特征在于，所述有效負(fù)載(12)包括實(shí)時(shí)通信數(shù)據(jù)。
10. —種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)射機(jī)(TX)，用于通過容易遭受數(shù)據(jù)破壞的傳 輸路徑(Um)發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組(Pl)，所述分組包括有效負(fù)載(12) 和報(bào)頭(11)，所述報(bào)頭具有一組比特(30)，所述發(fā)射機(jī)包括用于壓縮所述組的裝置(CPU, MEM);其特征在于，所述用于壓縮所述比特組的裝置是幀間編碼裝置且 所述發(fā)射機(jī)還包括用于利用前向糾錯(cuò)(FEC)方法糾錯(cuò)編碼所述壓縮的比特組(30) 的裝置(CPU, MEM);和用于通過所述傳輸路徑發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組的裝置(TX， DPX， AER)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述傳輸路徑是移動(dòng)電信路徑的信道，并且由于無線電干擾引起所述數(shù)據(jù)破 壞。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)射機(jī)，其特征在于，所 述有效負(fù)載(12)包括實(shí)時(shí)通信數(shù)據(jù)。
13. —種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)(RX)，用于接收通過容易遭受數(shù)據(jù)破壞 的數(shù)字傳輸路徑(Um)發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組(Pl)，所述分組包括有效 負(fù)載(12)和報(bào)頭(11)，所述報(bào)頭具有一組比特(30)，所述接收機(jī) 包括用于接收包括報(bào)頭的數(shù)據(jù)分組的裝置UX， DPX， AER, CPU， MEM)， 其中壓縮和前向糾錯(cuò)編碼所述比特組；其特征在于，所接收的數(shù)據(jù)分組的所述報(bào)頭是通過幀間編碼壓縮 的，且所述接收機(jī)還包括用于解碼所述前向糾錯(cuò)編碼比特組的裝置(CPU, MEM);和用于解壓縮所述比特組的裝置(CPU, MEM)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)UX)，其特征在于，所 述傳輸路徑是移動(dòng)電信路徑的信道，并且由于無線電干擾引起所述數(shù) 據(jù)破壞。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13或14的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)(RX),其特征在于所述接收機(jī)包括用于在接收此數(shù)據(jù)分組時(shí)檢測(cè)所述比特組的破壞的裝置(CPU, MEM);和用于解碼所述比特組的裝置(CPU, MEME)安排為在所述組被破壞 的情況中利用所述解碼來恢復(fù)所述比特組。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13-15之中任何一個(gè)權(quán)利要求的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收 機(jī)，其特征在于，所述有效負(fù)載(12)包括實(shí)時(shí)通信數(shù)據(jù)。
17. —種移動(dòng)站(MA)，包括用于通過容易遭受數(shù)據(jù)破壞的傳輸路 徑(Um)發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組(Pl)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)發(fā)射機(jī)(TX)，所述分組 包括有效負(fù)栽(12)和報(bào)頭(11)，所述報(bào)頭具有一組比特(30)，所 述移動(dòng)站包括用于壓縮所述組的裝置(CPU, MEM);其特征在于，所述用于壓縮所述比特組的裝置是幀間編碼裝置且所述移動(dòng)站還包括用于利用前向糾錯(cuò)(FEC)方法糾錯(cuò)編碼所述壓縮的比特組(30) 的裝置(CPU, MEM);和用于通過所述傳輸路徑發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組的裝置(TX， DPX， AER )。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17的移動(dòng)站，其特征在于，此傳輸路徑是移動(dòng) 通信路徑的信道，并且由于無線電干擾引起所述數(shù)據(jù)破壞。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17或18的移動(dòng)站，其特征在于，此有效負(fù)栽 (12)包括實(shí)時(shí)通信數(shù)據(jù)。
20. —種移動(dòng)站(MA)，包括用于接收通過容易遭受數(shù)據(jù)破壞的數(shù) 字傳輸路徑(Um )發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組(Pl )的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)接收機(jī)(RX )， 所述分組包括有效負(fù)栽(12)和報(bào)頭(11)，所述報(bào)頭具有一組比特(30)，所述移動(dòng)站包括用于接收包括報(bào)頭的數(shù)據(jù)分組的裝置(RX， DPX， AER， CPU, MEM)， 其中壓縮和前向糾錯(cuò)編碼所述比特組；其特征在于，所接收的數(shù)據(jù)分組的所述報(bào)頭是通過幀間編碼來壓 縮的，且所述移動(dòng)站還包括用于解碼所述前向糾錯(cuò)編碼比特組的裝置(CPU, MEM);和用于解壓縮所述比特組的裝置(CPU, MEM)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20的移動(dòng)站(MS),其特征在于，所述傳輸路 徑是移動(dòng)電信路徑的信道，并且由于無線電干擾引起所述數(shù)據(jù)破壞。
22. 根據(jù)權(quán)利要求20或21的移動(dòng)站(MS)，其特征在于所述接收 機(jī)包括用于在接收到此數(shù)據(jù)分組時(shí)或在接收到此數(shù)據(jù)分組之后檢測(cè)所述 比特組的破壞的裝置(CPU, MEM);和用于解碼所述比特組的所述裝置安排為在所述組被破壞的情況中 利用所述解碼來恢復(fù)所述比特組。
23. 根據(jù)權(quán)利要求20-22之中任何一個(gè)權(quán)利要求的移動(dòng)站(MS), 其特征在于，所述有效負(fù)栽(12)包括實(shí)時(shí)通信數(shù)據(jù)。
24. —種分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素，用于差錯(cuò)恢復(fù)通信，包括用于接收 通過數(shù)字傳輸路徑(Abis， A, Gb， Gs， Gi )發(fā)送的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組(Pl ) 的裝置(RX)，所述分組包括有效負(fù)載(12)和報(bào)頭(11)，所述報(bào)頭 具有一組比特(30)，所述元素包括用于接收包括報(bào)頭的數(shù)據(jù)分組的裝置，其中壓縮和前向糾錯(cuò)編碼所述比特組；其特征在于，所述接收數(shù)據(jù)分組的所述報(bào)頭是利用幀間編碼來壓 縮的，且所述元素還包括用于解碼所述前向糾錯(cuò)編碼的比特組的裝置；和 用于解壓縮所述比特組的裝置(CPU， MEM)。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素，其特征在于，從由網(wǎng) 關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)、服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)交換中心、路由器和防 火墻構(gòu)成的一個(gè)組中選擇所述元素。
26. 根據(jù)權(quán)利要求24或25的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素，其特征在于所 述元素包括用于在接收到此數(shù)據(jù)分組時(shí)或在接收到此數(shù)據(jù)分組之后檢測(cè)所述 比特組的破壞的裝置(CPU, MEM);和用于解碼所述比特組的所述裝置安排為在所述組被破壞的情況中 利用所述解碼來恢復(fù)所述比特組。
27，根據(jù)權(quán)利要求24-26之中任何一個(gè)權(quán)利要求的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò) 元素，其特征在于，有效負(fù)載(12)包括實(shí)時(shí)通信數(shù)據(jù)。
28. —種分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素，用于差錯(cuò)恢復(fù)通信，包括用于通過 傳輸路徑(Abis， A， Gb， Gs， Gi)發(fā)送數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)分組(Pl)的裝置， 所述分組包括有效負(fù)載(12)和報(bào)頭(11)，所述報(bào)頭具有一組比特(30)，所述元素包括用于壓縮所述組的裝置(CPU, MEM);其特征在于，所述用于壓縮所述比特組的裝置是幀間編碼裝置， 且所述元素還包括用于利用前向糾錯(cuò)(FEC)方法糾錯(cuò)編碼所述壓縮的比特組(30) 的裝置(CPU, MEM);和用于通過所述傳輸路徑發(fā)送所述數(shù)據(jù)分組的裝置。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素，其特征在于，此有效 負(fù)載(12)包括實(shí)時(shí)通信數(shù)據(jù)。
30. 根據(jù)權(quán)利要求28或29的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)元素，其特征在于， 從由網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn)、服務(wù)GPRS支持節(jié)點(diǎn)、移動(dòng)交換中心、路由 器和防火墻構(gòu)成的一個(gè)組中選擇所述元素。
全文摘要
數(shù)據(jù)分組在通過無線電鏈路進(jìn)行發(fā)送時(shí)容易受到破壞。在諸如電視會(huì)議的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的情況中，優(yōu)選不松開任何數(shù)據(jù)分組，這是因?yàn)槿绻侔l(fā)送的話到能接收丟失分組時(shí)其代表的時(shí)間已消逝而不能再使用這些丟失的分組。為了緩解由于有限的數(shù)據(jù)帶寬引起的問題，有可能優(yōu)選利用幀間編碼壓縮分組的報(bào)頭數(shù)據(jù)來使壓縮增益最大。這尤其在串行鏈路的情況中能獲得顯著的數(shù)據(jù)節(jié)省，但在數(shù)據(jù)傳送中單個(gè)差錯(cuò)能破壞此壓縮報(bào)頭、與之相關(guān)的有效負(fù)載并且也能破壞所有隨后的數(shù)據(jù)分組直至通過利用未壓縮報(bào)頭發(fā)送一個(gè)分組再次開始幀間編碼時(shí)是容易受到破壞的方法。本發(fā)明涉及結(jié)合報(bào)頭壓縮使用前向糾錯(cuò)編碼來保護(hù)壓縮報(bào)頭并且優(yōu)化無線電鏈路使用以獲得足夠的接收數(shù)據(jù)的質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04L1/00GK101162973SQ20071018671
公開日2008年4月16日 申請(qǐng)日期2000年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月1日
發(fā)明者D·萊安, J·卡利奧庫爾朱, M·圖魯寧, S·豪蒙特 申請(qǐng)人:諾基亞移動(dòng)電話有限公司