ES2259768T3 - Metodo y aparato para la iniciacion de la compresion de encabezamientos de protocolo internet. - Google Patents
Metodo y aparato para la iniciacion de la compresion de encabezamientos de protocolo internet.Info
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Abstract
Un nodo (222; 314;400) de descompresión de encabezamientos de Protocolo Internet, IP, en una red de IP para la inicialización rápida de la compresión de encabezamientos de IP que comprende: - un módulo (410) de comunicación adaptado para: - gestionar al menos un enlace de red hacia al menos otro nodo; y - participar en el establecimiento de una sesión entre al menos dos nodos de la red de IP; - un módulo (420) de inicialización del contexto de descompresión, adaptado para inicializar al menos una parte de un contexto de descompresión antes de completar el establecimiento de una sesión entre los al menos dos nodos de la red de IP; y - un módulo (440) de aplicación adaptado al contexto de descompresión para descomprimir los paquetes relacionados con la aplicación intercambiados con el al menos otro nodo, estando caracterizado el nodo descompresor (222; 314; 400) por comprender además un gestor (430; 500) de encabezamientos de IP adaptado para extraer información para inicializar el contexto de descompresión de al menos un paquete de IP usado durante el establecimiento de la sesión.
Description
Método y aparato para la inicialización de la
compresión de encabezamientos de Protocolo Internet.
La presente invención se refiere a la
inicialización rápida de la Compresión de Encabezamientos de
Protocolo Internet.
Debido al tremendo éxito de Internet, se ha
convertido en una tarea desafiante hacer uso del Protocolo Internet
(IP) sobre todas las clases enlaces de la red. Habitualmente el IP
se refiere a numerosos protocolos de conmutación por paquetes tales
como IPv4 (Protocolo Internet versión 4), IPv6 (Protocolo Internet
versión 6), UDP (Protocolo de Diagrama de Usuario),
UDP-Lite, TCP (Protocolo de Control de Transporte),
RPT (Protocolo de Tiempo Real), etc. Un paquete IP se compone
habitualmente de una información de cabida útil encapsulada
secuencialmente en uno o más protocolos IP. Se hace aquí referencia
a los dibujos en los que la Figura 1 muestra un paquete de IP 100 a
título de ejemplo formado por una cabida útil 110, un encabezamiento
RTP 140, un encabezamiento UDP 130 y un encabezamiento IPv4 120. El
paquete IP 100 se denomina un paquete IPv4/UDP/RPT. Por razones de
simplicidad, los encabezamientos 120, 130 y 140 se denominan
conjuntamente en forma habitual encabezamientos de IP 150. Debería
entenderse que los demás conjuntos y subconjuntos de protocolos IP,
cada uno de los cuales tiene distintas configuraciones de
encabezamiento, se pueden usar para formar el paquete IP 100 y los
encabezamientos de IP 150. Cada encabezamiento 120, 130 y 140 de
los encabezamientos de IP 150 porta una información específica
sobre el paquete IP 100, cuya información es utilizada por el
destino del paquete 100 para interpretar la cabida útil 110. La
información portada en los encabezamientos de IP puede incluir el
origen y el destino del paquete IP 100, la información sobre la
calidad de servicio asociada, un número de secuencia, la información
de verificación de la integridad de la cabida útil, etc. Una
desventaja del IP es el gran tamaño de los encabezamientos de IP.
No es una tarea sencilla hacer uso de IP sobre enlaces de red de
banda estrecha, como por ejemplo, los enlaces celulares. Como
ejemplo, usar los protocolos IP para datos de voz ordinarios (por
ejemplo, Voz-sobre IP usando IPv4/UPDR/RPT o
IPv6/UPDR/RPT) puede representar una pérdida de tanto como el 70% de
la capacidad de anchura de banda de un enlace de red
determinado.
El término compresión de encabezamiento (HC)
comprende la técnica de reducir al mínimo la anchura de banda
necesaria usada por los encabezamientos de IP. Habitualmente se
realiza en base a saltos sobre los enlaces de red de punto a punto.
Las técnicas de compresión de encabezamiento, en general, tienen una
historia con una antigüedad de más de diez años dentro de la
comunidad de Internet. Algunas de las técnicas comúnmente
utilizadas se describen en los documentos siguientes: RFC 1144 [VJ],
RFC 2507 [IPHC] y RFC 2508 [CRTP]. La compresión de encabezamiento
aprovecha el hecho de que algunos campos del encabezamiento IP no
son cambiantes (estáticos) dentro de una corriente de paquetes
perteneciente a un flujo de paquetes dado, o cambian con valores
pequeños o predecibles. Las técnicas de compresión de paquetes
pueden hacer uso de estas características y enviar la información
estática sólo inicialmente, mientras que los campos cambiantes se
envían con sus valores absolutos o como diferencias de paquete a
paquete. La información completamente aleatoria se tiene que enviar
sin compresión alguna. La tarea desafiante de cualquier técnica de
compresión de encabezamientos es mantener ambos extremos del enlace
de red consistentes el uno con el otro. Para esta finalidad, un
compresor en un extremo y un descompresor en el otro extremo hacen
uso cada uno de un contexto de descompresión. El uso de un contexto
de descompresión pretende mantener el tamaño de los encabezamientos
de IP tan bajo como se pueda. Para hacer esto, cada extremo
gestiona toda la información necesaria para eliminar algunos campos
(total o parcialmente) de los encabezamientos de IP en el extremo
del compresor y para reconstruir los encabezamientos de IP en el
extremos del descompresor.
Las técnicas de compresión de encabezamientos
son por tanto un componente importante para hacer servicios tales
como VoIP (voz sobre IP) en sistemas inalámbricos (VoIPW) una
alternativa factible económicamente a la voz conmutada por
circuitos. Para esta finalidad, se han desarrollado algunas técnicas
de compresión de encabezamientos por el Grupo de Trabajo sobre
Compresión Robusta de Encabezamientos (ROHC) de la Fuerza de Tarea
de Ingeniería de Internet (IETF). El documento RFC 3095 [ROHC]
describe un marco extensible para el cual se pueden definir
perfiles de compresión de diversos protocolos de red. El siguiente
ejemplo toma la técnica de compresión de encabezamiento definida en
la ROHC como un ejemplo. En este caso, los contextos de
descompresión tanto del compresor como del descompresor contienen y
mantienen una información relevante sobre los paquetes anteriores,
cuya información se usa para comprimir y descomprimir los paquetes
subsiguientes. De manera más precisa, el ROHC dice lo siguiente:
"El contexto del compresor es el estado que usa para comprimir un
encabezamiento. El contexto del descompresor es el estado que usa
para descomprimir un encabezamiento. Cualquiera de estos dos en
combinación se denomina habitualmente "contexto", cuando está
claro lo que se pretende. El contexto contiene información
relevante de los encabezamientos previos de la corriente de
paquetes, tales como los campos estáticos y los posibles valores de
referencia para la descompresión. Además, la información adicional
que describe la corriente [o flujo] de paquetes es también parte del
contexto, por ejemplo, la información sobre como cambia el campo de
Identificador de IP y el aumento típico entre paquetes de los
números de secuencia o estampaciones de hora."
A fin de trabajar adecuadamente, cada técnica de
compresión requiere una fase de inicialización durante la cual el
compresor y el descompresor construyen su respectivo contexto de
descompresión. Habitualmente se denomina esta fase como la fase de
inicialización del contexto. Habitualmente requiere que el compresor
empiece usando un estado de baja compresión. Inicialmente, los
paquetes transmitidos contienen la información necesaria para
inicializar al menos la parte estática y quizá la dinámica, del
contexto del descompresor. El compresor debe tener entonces
suficiente confianza de que el descompresor tiene el contexto
adecuado antes de que tenga lugar una transición a una relación de
compresión más elevada. Se puede lograr esta confianza usando la
retroalimentación explícita del descompresor al compresor, o
enviando un número de paquetes de inicialización de contexto
repetidamente durante un intervalo suficientemente grande. El uso
de una retroalimentación explícita requiere al menos un periodo de
tiempo de ida y vuelta (RTT) antes de que se pueda lograr la
confianza. El uso de un número de paquetes predeterminado puede
lograr la confianza en menos de un periodo de RTT pero no puede
garantizar absolutamente que el descompresor tenga realmente el
contexto adecuado de otra manera que esperar optimistamente que
tenga éxito con una tasa porcentual elevada. La relación de
compresión máxima que se puede obtener en un enlace dado depende en
gran medida de la técnica de compresión usada sobre el mismo. Sin
embargo, lleva varias fases de confianza/transición antes de que se
alcance la relación de compresión máxima de una técnica de
compresión determinada.
Las soluciones presentes causan problemas en
situaciones en las cuales se debe alcanzar una alta relación de
compresión en un corto periodo de tiempo. Aunque la fase de
inicialización del contexto es necesaria para asegurar que se puede
lograr una eficiencia de compresión más elevada, implica un cierto
retraso durante el cual la eficiencia de la compresión dista mucho
de ser óptima. En el ejemplo de los flujos de VoIP sobre enlaces
inalámbricos de anchura de banda muy limitada, un retraso de este
tipo impacta en la calidad de la voz percibida hasta que se alcanza
una eficiencia de compresión óptima. Aunque el impacto para un flujo
constante es mínimo, y limitado a los primeros paquetes del flujo,
puede ser más significativo para un flujo más discontinuo y tiene
que ser reducido al mínimo.
Como se puede apreciar, existe necesidad de una
técnica de inicialización de la compresión de encabezamientos de
Protocolo Internet. La presente invención proporciona una técnica de
este tipo.
Un primer objeto de la presente invención se
dirige a un nodo descompresor de encabezamientos de Protocolo
Internet (IP) según la reivindicación 1.
Un segundo objeto de la presente invención se
dirige a un método para la inicialización rápida de la compresión
de encabezamientos de Protocolo Internet (IP) según la
reivindicación 10.
Un tercer objeto de la presente invención se
dirige a un gestor de encabezamientos de Protocolo Internet (IP)
para la inicialización rápida de la compresión de encabezamientos de
IP según la reivindicación 15.
Se puede tener un entendimiento más completo de
la presente invención haciendo referencia a la siguiente Descripción
Detallada cuando se toma conjuntamente con los dibujos anexos, en
los cuales:
la Figura 1 es una representación esquemática de
un paquete de Protocolo Internet (IP) a título de ejemplo;
la Figura 2 es un flujo de señales y un diagrama
de operación nodal a título de ejemplo de una red de Protocolo
Internet que aplica un mecanismo de inicialización rápida de la
compresión de encabezamientos de IP según la presente
invención;
la Figura 3 es un flujo de señales y un diagrama
de operación nodal de una red CDMA2000® a título de ejemplo que
aplica el mecanismo de inicialización rápida de la compresión de
encabezamientos de Protocolo Internet (IP) usando el Protocolo de
Iniciación de Sesión;
la Figura 4 es una representación modular a
título de ejemplo de un nodo compresor/descompresor equipado para
manejar el mecanismo de inicialización rápida de la compresión de
encabezamientos de Protocolo Internet (IP); y
la Figura 5 es una representación modular a
título de ejemplo de un gestor de encabezamientos de Protocolo
Internet (IP) que habilita el mecanismo de inicialización rápida de
la compresión de encabezamientos de Protocolo Internet (IP).
La presente invención pretende permitir al
compresor y al descompresor realizar la fase de inicialización de
contexto de manera más eficiente. Como se trató anteriormente, es
deseable encontrar una solución que optimice adicionalmente la
eficiencia en la compresión de encabezamientos de un sistema para el
cual haya que reducir al mínimo el retraso en llegar a la relación
de compresión óptima y para el cual la anchura de banda es muy
limitada. Uno de los mecanismos de la invención es volver a usar la
información ya conocida por ambos extremos de un enlace de red
durante la fase de inicialización del contexto.
Habitualmente, un contexto de descompresión
tiene dos componentes, los cuales constituyen una parte estática y
una parte dinámica. Ambas partes necesitan ser inicializadas antes
de ser utilizadas por un descompresor de encabezamientos
determinado para descomprimir los encabezamientos de IP de un flujo
de paquetes al que está asociado. La parte estática se refiere a la
información que no cambia en la duración de la vida del flujo de
paquetes asociado. Análogamente, la parte dinámica se refiere a la
información que puede cambiar en la duración de la vida del flujo
de paquetes asociado. Los cambios en la parte dinámica son
habitualmente predecibles. Cada extremo que trata el flujo de
paquetes debe tener un descompresor de paquetes para descomprimir
los encabezamientos de IP del flujo de paquetes. El contexto de la
descompresión está asociado al flujo de paquetes en el extremo del
descompresor de encabezamientos. En otras palabras, cada
descompresor de encabezamientos en cada extremo tiene un contexto
de descompresión asociado al mismo.
Una primera realización de la solución propone
volver a utilizar alguna información de una o más corrientes
pasadas de paquetes de IP intercambiados entre los extremos
remitente y receptor. Se pueden usar las corriente pasadas de
paquetes de IP por los descompresores de encabezamiento para
inicializar sus contextos de descompresión respectivos. Este
mecanismo aprovecha del hecho de que otros procedimientos (por
ejemplo, registro en la red, establecimiento de llamada, etc.)
tienen lugar previamente a enviar un primer paquete dentro de una
sesión sensible al retraso. Es de particular interés para las
aplicaciones y sistemas que puedan asegurar que ambos
descompresores de encabezamiento puedan acceder a la información
contenida en los encabezamientos de IP o a la cabida útil de la
pasada corriente de paquetes de IP localmente (es decir, sin exigir
una información de este tipo de un nodo distante de la red).
La Figura 2 muestra una representación
esquemática a título de ejemplo de una red 200 de Protocolo Internet
(IP) que aplica el mecanismo de inicialización rápida de la
descompresión de encabezamientos de IP de la presente invención. La
Figura 2 muestra un Nodo de Origen 210, una Pasarela de Acceso 222,
un Nodo de Servicio Mandatario 224 y un Nodo de Destino 230. El
Origen 210 y la Pasarela de Acceso 222 están conectados a través de
un Enlace Comprimido 225. El Enlace Comprimido 225 se debería usar
al mínimo y, preferiblemente, con encabezamientos de IP
comprimidos. La Pasarela de Acceso 222 está conectada al Nodo de
Servicio Mandatario 224. Tanto la Pasarela de Acceso 222 como el
Nodo de Servicio Mandatario 224 están situados dentro de un único
dominio que les permite intercambiar información a una alta
velocidad de bits. Pueden estar colocados dentro de un único Nodo de
la Red (no representado) o conectados a través de un enlace que da
soporte a IP (no representado). El Nodo de Servicio Mandatario 224
está conectado a su vez al Destino 230 a través de otro enlace que
da soporte a IP (no representado). En el ejemplo actual, se
intercambian respectivamente flujos preliminares 240a, 240b y 240c
de paquetes entre el Origen 210, la Pasarela de Acceso 222, el Nodo
de Servicio Mandatario 224 y el Destino 230. Los flujos
preliminares 240a, 240b y 240c de paquetes se pueden usar para
varias finalidades. La figura 2 muestra tres flujos preliminares
240a, 240b y 240c de paquetes entre el Origen 210 y el Destino 230.
Sin embargo, se debería entender que puede tener lugar cualquier
combinación de flujos preliminares de paquetes entre el Origen 210
y el Destino 230. Por ejemplo, se podría usar sólo los flujos
preliminares de paquetes 240a y 240b o un único flujo preliminar de
paquetes (no representado) entre el Origen 210 y el Destino 230.
Los ejemplos de flujos preliminares 240a, 240b y 240c de paquetes
incluyen un flujo de paquetes previamente comprimidos entre el
Origen 210 y el Destino 230 (por ejemplo, una llamada previa de
VoIP), señalización para el establecimiento de una sesión (por
ejemplo, una sesión SIP, una Sesión de Datos de Paquete), la
instalación de una Plantilla de Flujo de Tráfico (TFT), la
inicialización del Protocolo de Datos de paquete (PDP) (o la
activación de contexto), los parámetros de inicialización de
Eliminación de Encabezamiento, etc. Los flujos preliminares de
paquetes 240a, 240b y 240c pueden transportar diversos tipos de
información, pero siempre debería estar compuesta por al menos un
paquete de IP (no representado) con los encabezamientos de IP
correspondientes (no representados). Los encabezamientos de IP
usados dependen de los protocolos de IP específicos utilizados. La
Pasarela de Acceso 222 está situada en el camino de los flujos 240a
y 240b de paquetes preliminares. Por tanto, es posible para la
Pasarela de Acceso 222 apilar la información contenida en los
encabezamientos de IP o la cabida útil de los flujos preliminares
240a y 240b de paquetes. El Origen 210 apila también la información
contenida en el flujo preliminar 240a de paquetes. La información
apilada se puede usar para la inicialización del contexto de
descompresión más adelante en el mecanismo. Incluye información
relacionada con la parte estática de un contexto de descompresión
tal como las direcciones IP tanto del Origen 210 como del Destino
230, los protocolos usados, los números de los puertos, la Calidad
de Servicio (QoS), el Tipo de Servicio (ToS), etc.
Después de los flujos preliminares 240a, 240b y
240c de paquetes, está en curso de establecimiento una sesión entre
el Origen 210 y el Destino 230, pero no se ha completado todavía el
establecimiento. El Origen 210, la Pasarela de Acceso 222, el Nodo
de Servicio Mandatario 224 y el Destino 230 participan todos en el
establecimiento de la sesión. En el ejemplo mostrado en la Figura
2, el establecimiento de la sesión ha arrancado en los flujos
preliminares 240a, 240b y 240c de paquetes. En este punto, la
Pasarela de Acceso 222 tiene la información necesaria para
inicializar la parte estática del Contexto de Descompresión (etapa
244) que se usará durante la sesión entre el Origen 210 y el
Destino 230. La etapa 244 de inicialización de la parte estática del
Contexto de Descompresión puede ser desencadenada de manera óptima
por un mensaje 242 de Inicialización del Contexto enviado desde el
Origen 210 a la Pasarela de Acceso 222. A fin de realizar la etapa
244, la Pasarela de Acceso 222 puede usar la información apilada de
los encabezamientos de IP o de la cabida útil de los flujos
preliminares 240a y 240b de paquetes. Si no es suficiente la
información apilada, la Pasarela de Acceso 222 y el Origen 210
pueden ponerse en contacto entre sí (no representado) para completar
la inicialización de la parte estática. Además, la Pasarela de
Acceso 222 puede entrar en contacto con otros nodos (no
representado) de la red 200 de IP con la misma finalidad. Por
ejemplo, la Pasarela de Acceso 222 puede completar la parte estática
de su contexto de descompresión entrando en contacto con el Nodo de
Servicio Mandatario 224.
Después de que se ha establecido 246 la sesión
entre el Origen 210 y el Destino 230, el Origen 210 y el Destino
230 pueden empezar a enviar información de cabida útil concerniente
a la sesión. La Figura 2 muestra el ejemplo del Destino enviando un
Primer Paquete de IP 248 concerniente a la sesión hacia el Origen
210 a través de la Pasarela de Acceso 222. Cuando los Primeros
Paquetes de IP 250 alcanzan la Pasarela de Acceso 222, se puede
inicializar ambas partes del contexto de descompresión del Origen
210. La Pasarela de Acceso 222 envía un mensaje 252 de
Inicialización de Contexto con la información correspondiente al
Origen 210 con esta finalidad. El Origen 210 realiza entonces la
etapa 254 de inicialización del Contexto de Descompresión. A fin de
realizar la etapa 254, el Origen 210 puede usar la información
apilada de los encabezamientos de IP o la cabida útil de los flujos
preliminares 240a de paquetes. Si no es suficiente la información
apilada, la Pasarela de Acceso 222 y el Origen 210 pueden entrar en
contacto entre sí (no representado) para completar la inicialización
de las partes estática y dinámica. El paquete 250, el mensaje 252 y
la etapa 254 se muestran como una serie de eventos 256 en la Figura
2.
Una vez establecida la sesión 246, la MS está
lista para enviar el primer paquete de IP de la sesión (etapa 256).
Antes de este primer paquete IP, la MS 210 envía un mensaje 259 de
Inicialización de Contexto a la Pasarela de Acceso 222
desencadenando la etapa 260 de inicializar la parte dinámica del
Contexto de Descompresión del mismo. La Pasarela de Acceso 222
realiza la etapa 260 usando la información contenida en el mensaje
258 de Inicialización de Contexto. La Pasarela de Acceso 222 y el
Origen 210 pueden ponerse en contacto adicionalmente entre sí (no
representado) para completar la inicialización de la parte dinámica.
La etapa 256, el mensaje 258 y la etapa 260 se muestran como una
serie de eventos 262 en la Figura 2. La serie de eventos 256 y la
serie de eventos 262 se muestran una consecutiva a la otra. Sin
embargo ambas series 256 y 262 son independientes y pueden
producirse en cualquier momento después de que se haya establecido
la sesión 246.
Al término de las etapas 244, 254 y 260 de
inicializar los Contextos de Descompresión, el Origen 210 y la
Pasarela de Acceso 222 pueden comenzar a intercambiar entre sí un
flujo de paquetes con encabezamientos 264 de IP comprimidos, usando
así sus Contextos de Descompresión respectivos para descomprimir los
paquetes de IP de los mismos. Debería entenderse que los paquetes
de IP (no representados) emitidos por el Origen 210 hacia el
Destino 230 son comprimidos en el Origen 210, enviados en el flujo
de paquetes con los encabezamientos 264 de IP comprimidos,
descomprimidos en la Pasarela de Acceso 222 usando el contexto de
descompresión de la Pasarela de Acceso 222 y enviados en un flujo
266 de paquetes hacia el Destino 230. Similarmente, los paquetes de
IP (no representados) emitidos por el Destino 230 hacia el Origen
210 son enviados en el flujo 266 de paquetes, comprimidos en la
Pasarela de Acceso 222 y enviados en el flujo de paquetes con los
encabezamientos 264 de IP comprimidos. A la recepción de los
paquetes de IP emitidos por el Destino 230, el Origen 210 puede usar
su contexto de descompresión para descomprimir los paquetes de IP,
pero puede no ser necesario dependiendo del contexto de los
paquetes de IP.
La Figura 2 muestra la Pasarela de Acceso 222 y
el Nodo de Servicio Mandatario 224. En ejemplos más específicos, se
podrían asimilar respectivamente a un Nodo de Servicio de Datos en
Paquete (PDSN) o un Nodo de Soporte de Pasarela (GGSN) de Servicio
de Radio de Paquetes Generales (GPRS) y un Mandatario de SIP o una
Función de Control de Estado de Llamada de Mandatario
(P-CSCF). Además, la Figura 2 sólo muestra un Enlace
Comprimido 225. Sin embargo, debería entenderse que múltiples
configuraciones de red pueden conectar el Origen 210 y la Pasarela
de Acceso 222 sin apartarse del espíritu de la presente invención.
Por ejemplo, el Origen 210 puede ser conectado a una estación de
base (no representada) a través de una interfaz de aire, estando la
estación de base conectada adicionalmente a una Pasarela de Acceso
222 a través de un enlace terrestre. En el mismo sentido, se pueden
colocar múltiples nodos (no representados) en el camino entre la
Pasarela de Acceso 222 y el Destino 230 en tanto se pueda enrutar
el flujo 266 de paquetes entre los mismos.
Aquí se describe una segunda realización de la
solución haciendo referencia en particular al protocolo de
Iniciación de Sesión (SIP) dentro de una red de telecomunicaciones
que usa la norma CDMA2000®. La norma CDMA2000® es también conocida
como IMT-CDMA Multiportadora o
IS-95. Es una versión de Acceso Múltiple por
División de Código (CDMA) de la norma IMT-2000
desarrollada por la Unión Internacional de Telecomunicaciones
(ITU-UIT). El SIP es definido por la Fuerza de
Tarea de Ingeniería de Internet (IEFT) en las Solicitudes de
Comentarios (RFC) números 2543 y 3252 [RFC 2543] y [RFC 3252]
incluidas aquí a título de referencia. Se usa en diversos tipos de
redes de telecomunicaciones para establecer una sesión entre un
primer y un segundo nodo. El SIP especifica las solicitudes y las
respuestas a intercambiar dentro de la red para gestionar la sesión
(por ejemplo, INVITE para iniciar una nueva sesión y OK para
aceptar una invitación dentro de la nueva sesión). El SIP
especifica adicionalmente las características de la sesión a través
de una serie de parámetros de Protocolo de Descripción de Sesión
(SDP). Los parámetros de SDP típicos especificados al usar el SIP
incluyen tipos de medios y formatos admitidos dentro de la sesión
así como información de sesión tal como un número de identificación
de sesión, un tipo de red, un tipo de dirección y diversos elementos
de dirección. El valor de cada parámetro de SDP cambia en función
del tipo de tráfico a ser manejado en la sesión. Por tanto, es
importante para todos los nodos intermedios implicados en la sesión
acordar los parámetros de SDP usados durante la sesión. En el
contexto del presente ejemplo, los nodos intermedios implicados en
la sesión se refieren a todos los elementos de red de los caminos
entre todos los extremos de la sesión.
La Figura 3 es un diagrama de flujo de señales y
operación nodal de una red CDMA2000® 300 a título de ejemplo que
aplica el mecanismo de inicialización rápida de la compresión de
encabezamientos de IP usando el SIP. La Figura 3 muestra una
Estación Móvil (MS) 310 conectada vía una Red de Acceso Radio (RAN)
312 a un Nodo de Servicio de Datos en Paquete (PDSN) 314. La Figura
3 muestra adicionalmente un Mandatario 318 de SIP y un Nodo
Correspondiente (CN) 320. La RAN 312 forma interfaz de la MS 310 con
el PDSN 314. El PDSN 314 gestiona la conexión de la MS 310 a la red
300. El Mandatario 318 de SIP supervisa todos los intercambios
relacionados con el SIP en la red 300. Permite que se abra una
sesión entre la MS 310 y el CN 320 situado dentro de la red 300.
Aunque se muestra el CN 320 en la red 300, puede estar situado en
una red distante (no representada) sin afectar a las enseñanzas de
la presente invención.
En una primera etapa, la MS 310 establece una
sesión 322 de Protocolo de Punto a Punto (PPP) con el PDSN 314.
Mientras se establece la sesión 322 PPP, a la MS 310 le es asignada
una instancia principal de servicio, la cual proporciona un canal
de comunicación para que la MS 310 envíe y reciba mensajes de
control y datos de usuario. La instancia de servicio principal es
conocida en la CDMA2000® como S033. La instancia de servicio
principal S033 habilita un Protocolo de Enlace Radio (RLP) por la MS
310 hacia el PDSN 314. Por ejemplo, se usa el RLP con el Canal de
tráfico CDMA2000® para dar soporte a los servicios de datos CDMA. El
RLP es responsable de detectar las tramas recibidas con errores y
de realizar retransmisiones. La MS 310 indica también sus
capacidades de Compresión de Encabezamiento (por ejemplo, ROHC,
LLAROHC, VJHC) al PDSN 314 durante el establecimiento de la sesión
322 de PPP.
El PDSN 314 puede entonces confirmar la
credencial de la MS 310 yendo más adelante en el proceso, pero esto
está más allá del objeto de la presente invención.
A fin de abrir una sesión de SIP con el CN 320,
la MS 310 envía entonces un mensaje 328 SIP Invite al mismo. El
mensaje 328 SIP Invite contiene toda la información necesaria a
enrutar desde el Mandatario 318 de SIP hacia el CN 320. El CN 320
responde al mensaje 328 SIP Invite con un mensaje 330 SIP:183
Session Progress. Nuevamente, el mensaje 330 SIP:183 Session
Progress contiene toda la información necesaria a enrutar desde el
Mandatario 318 de SIP hacia la MS 310. El mensaje 330 SIP:183
Session Progress contiene además los parámetros de SDP a usar
durante la sesión de SIP. El PDSN 314, al enrutar el mensaje 330
SIP:183 Session Progress puede inicializar la parte estática de su
contexto de descompresión (etapa 332). Si la información a mano no
es suficiente por tanto, el PDSN 314 y la MS 310 pueden ponerse en
contacto entre sí para completar la inicialización de la parte
estática del contexto de descompresión. Además, el PDSN 314 puede
entrar en contacto con otros nodos (no representados) de la red 300
con la misma finalidad. Por ejemplo, puede entrar en contacto con el
Mandatario 318 de SIP a este respecto. En una realización
preferible de la presente invención, el PDSN 314 entra en contacto
con la MS 310 sólo si no se puede encontrar la información requerida
en otros nodos hacia los cuales no se puede usar la compresión de
encabezamientos de IP.
En paralelo a enviar el mensaje 328 SIP Invite,
la MS 310 confirma también sus recursos necesitados con el RAN 312
de una manera normalizada adecuada en la red 300 CDMA2000®.
Nuevamente, las etapas relacionadas y los mensajes
334-340 van más allá del objeto de la presente
invención.
A la recepción del mensaje 330 SIP:183 Session
Progress, la MS 310 emite una serie de mensajes SIP relacionados
342, 344, 350-360 a fin de actualizar y mantener la
sesión de SIP con el CN 320. En paralelo a la serie de mensajes
relacionados con el SIP, la MS 310 puede confirmar la instalación de
la plantilla de Flujo de Tráfico con el PDSN 314 a través del
Elemento de Información de TFT (TFT IE) (mensajes 346, 348).
Nuevamente, el contenido de tales mensajes relacionados con el SIP
y mensajes TFT IE cae más allá del objeto de la presente invención
y se muestran como procedimientos a título de ejemplo.
Al término del establecimiento de la sesión de
SIP, se intercambia la información sustantiva de la Sesión de SIP
entre la MS 310 y el CN 320 en ambas direcciones. Para esa
finalidad, se intercambia un flujo 364 de paquetes de IP de legado
entre el CN 320 y el PDSN 314. En esta escenario, la MS 310 tiene
información suficiente para inicializar su contexto de
descompresión (etapa 362). Para hacerlo, la MS 310 usa información
ya recibida del PDSN 314 tal como los parámetros de SDP o la TFT
IE. Por ejemplo, la TFT IE contiene información relacionada con
algunas partes invariables de los encabezamientos de IP, las cuales
a su vez forman parte del contexto de descompresión. La MS 310
puede entrar en contacto con el PDSN 314 u otros nodos (no
representados) de la red 300 para completar la etapa 362. El PDSN
314 completa además la parte dinámica de su contexto de
descompresión (etapa 363) usando información disponible localmente.
Adicionalmente, se intercambia un flujo 366 de paquetes comprimidos
de encabezamientos de IP entre el PDSN 314 y la MS 310, permitiendo
así que tenga lugar la sesión de SIP.
La Figura 3 muestra una red CDMA2000® a título
de ejemplo. Debería entenderse por tanto que, siguiendo los
procedimientos normalizados de CDMA2000®, se puede implicar a otros
nodos y pueden tener lugar otras etapas sin apartarse del espíritu
de la presente invención. También, el orden según el cual se
intercambian algunos mensajes y se desarrollan las etapas se
muestra sólo como un ejemplo y no afecta a las enseñanzas de la
invención. Además, se podría usar un procedimiento similar en otras
redes, tales como, por ejemplo, una red de Servicio de Radio de
Paquetes Generales (GPRS) con sólo diferencias menores en tanto se
establezca una sesión de datos en paquete. Tales diferencias
menores pueden incluir el uso de un protocolo diferente para
inicializar la sesión (por ejemplo, señalización específica de H323
o GPRS en vez de SIP). Análogamente, los elementos de red
310-320 mostrados en la Figura 3 se denominan de
acuerdo con CDMA2000® y pueden cambiar conforme cambia el tipo de
red. Nuevamente, en el ejemplo de GPRS, el nodo PDSN 314 podría ser
un Nodo de Soporte GPRS de Pasarela (GGSN) o un Nodo de Soporte de
Servicio GPRS (SGSN).
La Figura 4 es una representación modular a
título de ejemplo de un nodo compresor/descompresor 400 equipado
para manejar el mecanismo de inicialización rápida de la compresión
de encabezamientos de Protocolo Internet (IP). El nodo
compresor/descompresor 400 tiene un Módulo 410 de Comunicación, un
Módulo 420 de Inicialización del Contexto de Descompresión, un
Módulo 430 de Compresión de Encabezamientos de IP y un Módulo 440 de
Aplicación. El Módulo 410 de Comunicación del nodo
compresor/descompresor 400 es capaz de gestionar el enlace 225 de
red tratado anteriormente. Además, es capaz de gestionar una amplia
gama de protocolos de red tales como, por ejemplo los protocolos de
IP o de sesión PPP anteriormente descritos. El Módulo de
Comunicación es todavía capaz adicionalmente de participar en el
establecimiento de una sesión entre al menos dos nodos de la red de
IP. El Módulo 420 de Inicialización del Contexto de Descompresión
es capaz de gestionar un contexto de descompresión. El contexto de
descompresión puede estar situado dentro del nodo
compresor/descompresor 400 o dentro de un segundo nodo
compresor/descompresor (no representado). En tal caso, el Módulo 420
de Inicialización del Contexto de Descompresión usaría el Módulo
410 de Comunicación para comunicar con el mismo. El Gestor 430 de
Encabezamientos de IP es capaz de interpretar y extraer información
de los paquetes de IP emitidos o que transitan por el nodo
compresor/descompresor 400. El Gestor 430 de Encabezamientos de IP
es capaz adicionalmente de interpretar y extraer información de los
encabezamientos de IP de uno o varios de los paquetes de IP.
Adicionalmente, es capaz de interpretar y extraer información de
una serie de paquetes de IP que forman un mensaje mayor. El Módulo
440 de Aplicación es capaz de gestionar diversas aplicaciones, las
cuales hacen uso del mecanismo de inicialización rápida de
compresión de encabezamientos de Protocolo de Internet (IP). Los
ejemplos de tales aplicaciones incluyen, pero sin limitarse a
ellos, VoIP y VoIPoW. En un ejemplo típico, el mecanismo de
inicialización rápida de compresión de encabezamientos de Protocolo
de Internet (IP) usa el Módulo 410 de Comunicación para
intercambiar mensajes de señalización con los nodos vecinos a fin de
establecer una sesión de SIP. Los mensajes de señalización
intercambiados son interpretados por el Gestor 430 de
Encabezamientos de IP. El Gestor 430 de Encabezamientos de IP
extrae entonces alguna información de ello y la pasa al Módulo 420
de Inicialización de Contexto de Descompresión. El Módulo 420 de
Inicialización de Contexto de Descompresión inicializa el contexto
de descompresión si tiene toda la información que necesita al
respecto. Si no, el Módulo 420 de Inicialización de Contexto de
Descompresión puede ponerse en contacto, a través del Módulo 410 de
Comunicación, al menos con otro nodo antes de completar la
inicialización del contexto de descompresión. Una vez completada la
inicialización del contexto de descompresión, el Módulo 440 de
Aplicación puede hacer uso de la misma para descomprimir los
paquetes relacionados con la aplicación recibidos de los nodos
vecinos o dirigidos a los mismos.
La Figura 5 es una representación modular a
título de ejemplo de un Gestor 500 de Encabezamientos de IP que
habilita el mecanismo de inicialización rápida de la compresión de
encabezamientos de Protocolo Internet (IP). El Módulo 500 de
Compresión de Encabezamientos de IP comprende además un Lector 510
de Encabezamientos de IP, un Constructor 520 de encabezamientos de
IP y un gestor 530 de Contexto de Descompresión. El Lector 510 de
Encabezamientos de IP es capaz de interpretar y extraer información
de los paquetes de IP emitidos por el Gestor 500 de Encabezamientos
de IP o que transitan por el mismo. También es capaz de interpretar
y extraer información de los Encabezamientos de IP de uno o varios
de los paquetes de IP. El Lector 510 de Encabezamientos de IP es
adicionalmente capaz de interpretar y extraer información de una
serie de los paquetes de IP. que forman un mensaje mayor. El Lector
510 de Encabezamientos de IP es también capaz de descomprimir
encabezamientos de IP comprimidos de paquetes de IP. El Constructor
520 de Encabezamientos de IP es capaz de construir paquetes de IP
con encabezamientos de IP comprimidos o no comprimidos. El Gestor
530 de Contexto de Descompresión es capaz de gestionar un contexto
de descompresión asociado al Gestor 500 de Encabezamientos de IP. En
un ejemplo típico, el mecanismo de inicialización rápida de la
compresión de encabezamientos de Protocolo Internet (IP) usa el
Lector 510 de Encabezamientos de IP para interpretar los paquetes de
IP correspondientes a mensajes de señalización. El Lector 510 de
Encabezamientos de IP extrae entonces de ello alguna información y
la pasa al Gestor 530 de Contexto de Descompresión. El Gestor 530
de Contexto de Descompresión inicializa el contexto de
descompresión si tiene toda la información necesaria al respecto. Si
no, el Gestor 530 de Contexto de Descompresión puede ponerse en
contacto con otro nodo al menos antes de completar la inicialización
del contexto de descompresión. Una vez completada la inicialización
del contexto de descompresión, el Constructor de Encabezamientos de
IP y el Lector de Encabezamientos de IP pueden hacer uso de la
misma para descomprimir los paquetes relacionados con la aplicación
recibidos de los nodos vecinos o dirigidos a los mismos.
Se he descrito las enseñanzas innovadoras de la
presente invención haciendo referencia en particular a numerosas
realizaciones a título de ejemplo. Sin embargo, debería entenderse
que esta clase de realizaciones sólo proporciona unos pocos
ejemplos de los muchos usos ventajosos de las enseñanzas innovadoras
de la invención. En general, las afirmaciones hechas en la
especificación de la presente aplicación no limitan necesariamente
cualquiera de los diversos aspectos reivindicados de la presente
invención. Además, algunas afirmaciones pueden ser aplicables a
algunas características de la invención pero no a otras. En los
dibujos, los elementos análogos o similares se designan con números
de referencia idénticos en las diversas vistas, y los diversos
elementos representados no están necesariamente dibujados a
escala.
Claims (18)
1. Un nodo (222; 314;400) de
descompresión de encabezamientos de Protocolo Internet, IP, en una
red de IP para la inicialización rápida de la compresión de
encabezamientos de IP que comprende:
- -
- un módulo (410) de comunicación adaptado para:
- -
- gestionar al menos un enlace de red hacia al menos otro nodo; y
- -
- participar en el establecimiento de una sesión entre al menos dos nodos de la red de IP;
- -
- un módulo (420) de inicialización del contexto de descompresión, adaptado para inicializar al menos una parte de un contexto de descompresión antes de completar el establecimiento de una sesión entre los al menos dos nodos de la red de IP; y
- -
- un módulo (440) de aplicación adaptado al contexto de descompresión para descomprimir los paquetes relacionados con la aplicación intercambiados con el al menos otro nodo,
estando caracterizado el
nodo descompresor (222; 314; 400) por comprender además un gestor
(430; 500) de encabezamientos de IP adaptado para extraer
información para inicializar el contexto de descompresión de al
menos un paquete de IP usado durante el establecimiento de la
sesión.
2. El nodo descompresor (222; 314; 400)
de la reivindicación 1, en el que el gestor (430; 500) de
encabezamientos de IP está adaptado además para extraer información
de los encabezamientos de IP de una pluralidad del al menos un
paquete de IP.
3. El nodo descompresor (222; 314; 400)
de la reivindicación 1, en el que el gestor (430; 500) de
encabezamientos de IP está adaptado además para extraer información
de una pluralidad del al menos un paquete de IP que forma un
mensaje mayor.
4. El nodo descompresor (222; 314; 400)
de la reivindicación 1, en el que el gestor (430; 500) de
encabezamientos de IP está adaptado además para extraer información
de al menos un mensaje de relacionado con al menos con al menos uno
de Protocolo de Iniciación de Sesión (SIP), Plantilla de Flujo de
Tráfico (TFT), inicialización de Protocolo de Datos en Paquete
(PDP), activación de contexto PDP e inicialización de Eliminación
de Encabezamiento.
5. El nodo descompresor (222; 314; 400)
de la reivindicación 1, en el que el módulo (420) de inicialización
del contexto de descompresión está adaptado además para ponerse en
contacto con al menos otro nodo vecino antes de completar la
inicialización de la al menos una parte del contexto de
descompresión.
6. El nodo descompresor (222; 314; 400)
de la reivindicación 1, en el que la al menos una parte del
contexto de descompresión es la parte estática del mismo.
7. El nodo descompresor (222; 314; 400)
de la reivindicación 1, en el que el nodo descompresor (222; 314;
400) es uno de los al menos dos nodos de la sesión.
8. El nodo descompresor (222; 314; 400)
de la reivindicación 1, en el que el nodo descompresor (222; 314;
400) está colocado con una Estación Móvil, MS (310).
9. El nodo descompresor (222; 314; 400)
de la reivindicación 1, en el que el nodo descompresor (222; 314;
400) está colocado con un Nodo de Servicio de Paquetes, PDSN
(314).
10. Un método (200; 300) para la
inicialización rápida de la compresión de encabezamientos de
Protocolo Internet IP en una red de IP, comprendiendo el método las
etapas de:
- -
- intercambiar paquetes de IP (240a; 346; 348) entre al menos dos nodos de la red de IP para el establecimiento de una sesión entre ellos;
- -
- en el primero de los al menos dos nodos, inicializar una parte estática de un contexto de descompresión (244; 314; 363) antes de completar el establecimiento de la sesión; y
- -
- descomprimir los paquetes de IP relacionados con la aplicación intercambiados con un segundo de los al menos dos nodos que usan el contexto de descompresión,
donde el método está
caracterizado porque la etapa de intercambiar paquetes de IP
entre al menos dos nodos de la red de IP comprende
además:
- -
- en uno de los al menos dos nodos de la red de IP, extraer información para inicializar el contexto de descompresión de los paquetes de IP usados durante el establecimiento de la sesión.
11. El método (200; 230) de la
reivindicación 10, donde la etapa de inicializar un parte estática
de un contexto de descompresión antes de completar el
establecimiento de la sesión comprende además inicializar un parte
estática de un contexto de descompresión antes de completar el
establecimiento de la sesión usando la información extraída.
12. El método (200; 230) de la
reivindicación 10, donde la etapa de inicializar un parte estática
de un contexto de descompresión antes de completar el
establecimiento de la sesión comprende se realiza en un Nodo de
Servicio de Datos en Paquete, PDSN (314).
13. El método (200; 230) de la
reivindicación 10, donde la etapa de inicializar un parte estática
de un contexto de descompresión antes de completar el
establecimiento de la sesión se realiza en una Estación Móvil, MS
(310).
14. El método (200; 230) de la
reivindicación 10, donde la etapa de inicializar un parte estática
de un contexto de descompresión antes de completar el
establecimiento de la sesión comprende además comunicar con al
menos otro nodo de la red de IP antes de completar la inicialización
del contexto de descompresión.
15. Un gestor (430, 500) de encabezamientos de
Protocolo Internet, IP, para la inicialización rápida de la
compresión de encabezamientos de IP que comprende:
- -
- un lector (310) de encabezamientos de IP adaptado para:
- -
- extraer información de al menos un paquete de IP que transita por el gestor de encabezamientos de IP durante el establecimiento de una sesión; y
- -
- descomprimir los encabezamientos de IP comprimidos de al menos un paquete de IP usando uno de al menos uno de los contextos de descompresión asociados con el gestor de encabezamientos de IP;
- -
- un gestor (530) de contexto de descompresión adaptado para:
- -
- gestionar el contexto de descompresión; e
- -
- inicializar al menos una parte del contexto de descompresión usando la información extraída del lector de encabezamientos de IP; y
- -
- un constructor (520) de encabezamientos de IP adaptado para construir paquetes de IP en conformidad con diversos Protocolos de IP que usan dicho contexto de descompresión.
16. El gestor (430, 500) de
encabezamientos de IP de la reivindicación 15, donde el lector (510)
de encabezamientos de IP está adaptado además para extraer
información de los encabezamientos de IP de una serie de los al
menos un paquete de IP.
17. El gestor (430, 500) de
encabezamientos de IP de la reivindicación 15, donde el lector (510)
de encabezamientos de IP está adaptado además para extraer
información de una serie de los al menos un paquete de IP que
forman un mensaje mayor.
18. El gestor (430, 500) de
encabezamientos de IP de la reivindicación 15, donde el gestor (530)
de contexto de descompresión está adaptado además para comunicar
con al menos un nodo vecino para completar la inicialización del
contexto de descompresión asociado con el gestor de encabezamientos
de IP.
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