JP4167985B2 - パケット・ヘッダを圧縮する方法と装置 - Google Patents

Description

本発明は通信の分野に一般的に関係し、特にパケット・ヘッダを圧縮する方法と装置に関係する。

データ通信の増大する要求は、通信網を使用するよりコスト的に有効で効率の良い手段を提供して、より多くの情報と新たな型式の情報を処理する技術の開発を促進している。このような技術の１つは、音声またはデータ通信でもよい、情報をパケットにセグメント化することである。パケットは通常、少なくともデータと情報とを含む２進数の群である。統合パケット網（通常高速パケット網）は一般的に少なくとも２種類のトラヒックを担持するよう使用され、これは、例えば、固定ビットレート（「ＣＢＲ」）、音声（「パケット音声」）、データ（「フレーム・データ」）画像等を含む。パケット網はプロトコル・パケットを放出し、受け取り、及び／または転送する。各パケットは完全に定義されたフォーマットを有し、１つ以上のパケット・ヘッダとデータから構成される。ヘッダはパケットの出発地と到着地のような制御及び／またはアドレス情報を与える情報を通常含む。

パケット・ヘッダの生成と転送は中央処理装置（「ＣＰＵ」）及び／またはルータのような大量のシステム・リソースを通常必要とする。このような処理制約は輻輳や交換機内部のクオリティオブサービス（「ＱｏＳ」）問題を発生する。加えて、交換機のスループット性能は、呼データではなくパケット・ヘッダの転送により主に占有される。従って、交換機のスループットを増大するためパケット・ヘッダを圧縮する方法と装置への必要性がある。

本発明は交換機のスループットを改善するためパケット・ヘッダを圧縮する方法と装置を提供する。結果として、本発明は輻輳を減少させ、ＱｏＳを増大させ、スループットを増大して全体システム効率に貢献する。

本発明は１つ以上の圧縮ヘッダを有するパケットを作成する方法を提供する。呼設定情報が受信される。その後、呼データが受信され、呼データを使用してパケットのデータ部分が作成される。呼データと呼設定情報を使用して１つ以上の現在のヘッダが作成される。１つ以上の現在のヘッダは圧縮され、パケットのデータ部分に付けられてパケットを作成する。加えて、１つ以上のヘッダは実時間転送プロトコル・ヘッダ、ユーザー・データグラム・プロトコル・ヘッダ、インターネット・プロトコル・ヘッダ、及びメディア・アクセス制御ヘッダを含んでもよい。

さらに、本発明はディジタル信号プロセッサのアレイを含む装置を提供する。各ディジタル信号プロセッサは、呼設定情報を受信し、呼データを受信し、呼データを使用してパケットのデータ部分を作成し、呼データと呼設定情報を使用して１つ以上の現在のヘッダを作成し、１つ以上の現在のヘッダを圧縮し、パケットのデータ部分に１つ以上の圧縮ヘッダを付けることによりパケットを作成するようプログラムされている。

本発明はまた、入口、信号処理及び出口機能を有する１枚以上のカードと、１つ以上のプロセッサを含む１枚以上の制御カードと、１枚以上のカードと制御カードとを通信可能に結合する交換機構造と、１枚以上のカードと制御カードとを通信可能に結合するＴＤＭバスとを有する通信交換機を提供する。１枚以上のカードの信号処理機能はディジタル信号プロセッサの１つ以上のアレイを含む。各ディジタル信号プロセッサは、呼設定情報を受信し、呼データを受信し、呼データを使用してパケットのデータ部分を作成し、呼データと呼設定情報を使用して１つ以上の現在のヘッダを作成し、１つ以上の現在のヘッダを圧縮し、パケットのデータ部分に１つ以上の圧縮ヘッダを付けることによりパケットを作成するようプログラムされている。１枚以上の出口カードが、１つ以上の圧縮ヘッダを解凍するようプログラムされている。

上述した本方法、装置とシステムでは、１つ以上の現在のヘッダは以下の段階を用いて圧縮される。１つ以上の以前のヘッダが保存されていない時には常に、１つ以上の現在のヘッダが１つ以上の以前のヘッダとして保存され、１つ以上の現在のヘッダが１つ以上の圧縮ヘッダとして使用される。１つ以上の以前のヘッダが保存されている時には常に、１つ以上の現在のヘッダと１つ以上の以前のヘッダとの間の１つ以上の差を使用して１つ以上の圧縮ヘッダが作成され、１つ以上の現在のヘッダが１つ以上の以前のヘッダとして保存される。１つ以上の圧縮ヘッダは以下の段階で解凍される。１つ以上の以前のヘッダが保存されていない時には常に、１つ以上の圧縮ヘッダが１つ以上の以前のヘッダとして保存され、１つ以上の圧縮ヘッダが１つ以上の解凍ヘッダとして使用される。１つ以上の以前のヘッダが保存されている時には常に、１つ以上の圧縮ヘッダと１つ以上の以前のヘッダとの間の１つ以上の差を使用して１つ以上の解凍ヘッダが作成され、１つ以上の解凍ヘッダが１つ以上の以前のヘッダとして保存される。

または、以下の段階を使用して１つ以上の現在のヘッダが圧縮される。１つ以上の以前のヘッダが保存されていない時には常に、１つ以上の現在のヘッダが１つ以上の以前のヘッダとして保存され、１つ以上の圧縮ヘッダが作成されて変化無しを指示する。１つ以上の以前のヘッダが保存されている時には常に、１つ以上の現在のヘッダと１つ以上の以前のヘッダとの間の１つ以上の差を使用して１つ以上の圧縮ヘッダが作成され、１つ以上の現在のヘッダが１つ以上の以前のヘッダとして保存される。この場合、出口カードのような、解凍装置は、呼設定情報を受信し、呼データと呼設定情報とを使用して１つ以上の現在のヘッダを作成し、１つ以上の現在のヘッダを保存する。次いで、１つ以上の圧縮ヘッダと１つ以上の以前のヘッダとの間の１つ以上の差を使用して１つ以上の解凍ヘッダを作成し、１つ以上の解凍ヘッダを１つ以上の以前のヘッダとして保存することにより、１つ以上の圧縮ヘッダが解凍される。

当業者は、本発明が入口から出口方向へのパケット・ヘッダの圧縮／解凍のみならず、出口から入口方向へのパケット・ヘッダの圧縮／解凍にも適用可能であることを認める。本発明の他の特徴と利点は、添付図面と関連した以下の詳細な説明を参照すれば当業者には明らかである。

本発明の各種実施例の作成と使用は以下に詳細に記載されているが、本発明は広範囲の特定の文脈で実施可能である、多数の応用可能な発明的概念を提供することを認識すべきである。例えば、電気通信システムに加えて、本発明を他の形式の通信または一般データ処理に適用してもよい。他の形式の通信は網間の通信、衛星を経由した通信、または本発明の時点では人間に未だ知られていない通信を含んでもよい。本明細書で説明する特定の実施例は本発明の作成と使用の特定の方法を単に図示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。

本発明は１つ以上の圧縮ヘッダを有するパケットを作成する方法と装置を提供する。結果として、本発明は輻輳を減少させ、ＱｏＳを増大させ、スループットを増大し、全体システム効率に貢献する。

ここで簡単に図１から図３において、代表的なネットワーク（図１）と各種のパケット網交換機とヘッダ作成方法（図２Ａ、２Ｂ、３Ａ、３Ｂ）が従来技術に従って説明される。図１は、電話１０２とファックス１０４が公衆交換電話網（「ＰＳＴＮ」）１０６に通信可能に結合されている代表的な統合網１００を図示している。交換機１０８はＰＳＴＮ１０６とインターネット・プロトコル（「ＩＰ」）網１１０に通信可能に結合されていて、時分割多重化（「ＴＤＭ」）ベースの通信１１２をＩＰベースの通信１１４に変換する。交換機１０８は必要な宛先情報を含むＩＰパケットを作成し、従ってパケット１１４は、ＩＰ網１１０と通信可能に結合するコンピュータ１１６またはその他の装置を含んでもよい、その宛先に正しくルート可能である。網制御器１１８はＰＳＴＮ１０６と交換機１０８とに通信可能に結合されて、ＴＤＭベースの通信１１２の適正な処理のために制御信号を交換機１０８に与える。網制御器１１８はまたＩＰ網１１０に通信可能に接続されてもよい。網制御器１１８はメディア・ゲートウェイ制御（「ＭＧＣ」）として機能可能である。ＭＧＣプロトコルは、ＰＳＴＮ１０６のような電話回線で搬送される音声信号の、ＩＰ網１１０のようなインターネットまたはその他のパケット網を通して搬送されるデータ・パケットへの変換用の従来のＨ．３２３基準と競合するいくつかの提案されている制御及び信号基準の内の１つである。当業者には認識されるように、本発明はＴＤＭベースの通信のＩＰベースの通信への変換には限定されず、代わりに、本発明は任意の多重化通信のパケット・ベースの通信への変換に応用できる。

ＩＰはデータグラムとも呼ばれるパケットのフォーマットと、アドレシング方式を指定する。多くのネットワークはＩＰを高レベル・プロトコルと組合わせる。このようなプロトコルの１つは、転送制御プロトコル（「ＴＣＰ」）であり、これは宛先と発信元との間の仮想的な接続を確立する。ＩＰは、システム内でパッケージしたものをアドレスし、落とすことを認めるが、送信者と受信者との間に直接のリンクはない。反対に、ＴＣＰ／ＩＰは２つのホスト間で接続を確立し、その結果一定期間の間メッセージを送受信可能である。ＩＰ網１１０は交換機１０８を介して、最終的には電話１０２及び／またはファックス１０４へメッセージを送受信する。ＰＣ１１６はパケット互換形式でＩＰ網１１０を介してメッセージを送受信する。ヴォイス・オーバーＩＰ（「ＶｏＩＰ」）は、ＩＰ網１１０のようなＩＰベースのデータ網を通して電話接続しファックスを送信する能力である。統合音声／データ網１００はより標準化を可能とし、全体の装置必要性を減少する。ＶｏＩＰはマルチメディアとマルチサービスアプリケーションをサポート可能である。

ここで図２Ａと図２Ｂを見ると、従来技術によるパケット網交換機２００とヘッダ作成方法の概略線図が図示されている。図示のように、パケット網交換機２００はＣＰＵ２０４に通信可能に結合されたディジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）２０２を含む。ＣＰＵ２０４はルータ２０６に通信可能に結合される。ＩＰベースの通信１１４へのＴＤＭベースの通信１１２の変換時に、ＣＰＵ２０４はブロック２１０で呼の信号命令（ｓｉｇｎａｌｉｎｇ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｓ）を受信し、ブロック２１２でＤＳＰ２０２を割当てて呼を処理する。ＤＳＰ２０２はブロック２１４で呼データを受信する。ＤＳＰ２０２は次いでブロック２１６で呼データを圧縮し、パケットのデータ部分を作成する。ＤＳＰ２０２はブロック２１８でパケットのデータ部分をＣＰＵ２０４に送信する。ＣＰＵ２０４はブロック２２０で実時間転送プロトコル（「ＲＴＰ」）ヘッダを作成し、ＲＴＰヘッダをパケットのデータ部分に付け、パケットをルータ２０６に送信する。ルータ２０６は、ブロック２２２でユーザー・データグラム・プロトコル（「ＵＤＰ」）ヘッダ、インターネット・プロトコル（「ＩＰ」）ヘッダ及びメディア・アクセス制御（「ＭＡＣ」）ヘッダを作成し、これらのヘッダをパケットに付ける。ルータ２０６は次いでブロック２２４で完全なパケット（データプラスヘッダ）をＩＰ網上に送信する。判定ブロック２２６で決定されたように、呼が終了した場合、呼はブロック２２８で終了する。しかしながら、呼が終了していない場合、ＤＳＰ２０２はブロック２１４でさらに呼データを受信し、呼が終了するまで上述のプロセスが繰返される。図示のように、ＣＰＵ２０４とルータ２０６はパケット網交換機２００でヘッダ作成の責任を共有している。

信号化命令は、交換機とその他のネットワーク要素との間の呼制御または呼設定情報の交換を指す。信号化システムの目的は、電気通信システムの要素間で制御情報、または信号化ユニットを転送することである。初期の信号化システムはユーザー・トラヒックと同じ回線上で制御信号を搬送した。例えば、旧来のインバンド信号化システムはこの方式を使用している。コモンチャネルシグナリングシステム７（「ＳＳ７」）のような、新たな信号化システムは信号化情報用に別のチャネルを使用する。これらのシステムは、信号化用に別の（共通）チャネルを使用するため、共通チャネル信号化システムと呼ばれる。何人かはこの方式を「アウトオブバンド」信号化と呼ぶ。現在、２つの型式のアウトオブバンド信号化が存在する。ＳＳ７は第１型式の例で、物理アウトオブバンド信号化であり、別の物理チャネルが信号化用に使用される。ＳＳ７は、必ずしも必要ではないが、電話呼を確立し終了する目的のため完全な電話網アーキテクチャ内の別なネットワークを通常運用する。ＳＳ７メッセージは信号化リンクと呼ばれる２方向性チャネルを通して網間で交換される。ＩＳＤＮは物理インバンド、論理アウトオブバンド信号化の例である。この方式では、信号化とユーザー・トラヒックは同一の物理伝送媒体を共有するが、チャネル容量の一部は信号化トラヒックにのみ予約されている。帯域の残りの部分は電話呼のようなユーザー・トラヒックに予約されている。その他の信号化方式はＴ１とＥ１回線で使用可能である。

ＲＴＰは、音声とビデオを含む実時間データの転送用のインターネット規格である。ＲＴＰを用いて特定のコード化フォーマットで音声サンプリングを含むものとしてパケットを識別する。タイムスタンプとシーケンス番号を通常使用してＲＴＰパケットのストリームから同期音声ストリームを再組立てする。ＲＴＰはまたメディア・オンデマンド・サービスやＩＰテレフォニーのような相互サービスにも使用可能である。反対に、ＵＤＰは効率的だが信頼できない（無保証の）データの転送を提供する。実時間データの再送は音声変換に多大な遅延を付加するため、これは実時間音声データの転送に使用される。しかしながら、ＩＰはネットワークを介して転送用にデータの標準的なカプセル化を提供する。これはルーティングに使用する発信元と宛先アドレスを含む。ＭＡＣは管理機能を実行し、装置用のアドレス解決プロトコル（「ＡＲＰ」）を処理する。

ここで図３Ａと図３Ｂに戻ると、従来技術によるパケット網交換機３００とヘッダ作成方法の概略線図が図示されている。例図のように、パケット網交換機３００はＣＰＵ３０４に通信可能に結合されたディジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）３０２を含む。ＣＰＵ３０４は呼制御カード３０６と交換機構造３０８とに通信可能に結合されている。ＩＰベースの通信１１４へのＴＤＭベースの通信１１２の変換時に、ＣＰＵ３０４はブロック３１０で呼制御カード３０６から呼の信号化命令を受信し、ブロック３１２でＤＳＰ３０２を割当てて呼を処理する。ＤＳＰ３０２はブロック３１４で呼データを受信する。ＤＳＰ３０２は次いでブロック３１６で呼データを圧縮し、パケットのデータ部分を作成する。ＤＳＰ３０２はブロック３１８でＣＰＵ３０４へパケットのデータ部分を送信する。ＣＰＵ３０４はブロック３２０でＲＴＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＩＰヘッダ及びＭＡＣヘッダを作成し、これらのヘッダをパケットのデータ部分に付ける。次いでＣＰＵはブロック３２２でパケットにフロータグを付けて呼制御カード３０６をバイパスする。ＣＰＵはブロック３２４で、パケットを交換機構造３０８に送信し、この交換機構造はフロータグを除去して完全なパケット（データプラスヘッダ）をＩＰ網を介して送出する。判定ブロック３２６で決定されるように、呼が終了した場合、呼はブロック３２８で終了する。しかしながら、呼が終了していない場合、ＤＳＰ３０２はブロック３１４でさらなる呼データを受信し、呼が終了するまで上述のプロセスが繰返される。図示のように、ＣＰＵ３０４はパケット網交換機３００でヘッダ作成の唯一の責任を有する。

ここで本発明と図４を参照して、パケット網交換機４００を以下に説明する。パケット網交換機４００を使用して、ＶｏＩＰ、フレームリレー上の音声（「ＶｏＦＲ」）及びその他の型式の呼を処理可能である。さらに、パケット網交換機４００は非同期転送モード（「ＡＴＭ」）交換機と同様である。ＡＴＭはローカルエリア網（「ＬＡＮ」）と広域網（「ＷＡＮ」）環境の両方で使用される接続指向の技術である。これは、各チャネルに自由な容量の割当てを可能とする高速パケット交換技術である。パケット網交換機４００は１枚以上の入口カード４０２ａと４０２ｂ、１枚以上の信号処理カード４０４、１枚以上の制御カード４０６、１枚以上の出口カード４０８ａと４０８ｂ、交換機構造４１０とＴＤＭバス４１２とを含む。各信号処理カード４０４はディジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）（図示せず）のアレイを含み、各制御カード４０６は１つ以上のプロセッサ（図示せず）を含む。交換機構造４１０は入口カード４０２、信号処理カード４０４、制御カード４０６及び出口カードと互いに通信可能に結合する。ＴＤＭバス４１２もまた入口カード４０２、信号処理カード４０４、制御カード４０６及び出口カードと互いに通信可能に結合する。カード４０２、４０４、４０６及び４０８はパケット網交換機４００内で任意の順序で挿入可能であることが望ましい。さらに、パケット網交換機４００は、カード４０２、４０４、４０６及び４０８がフェイルした場合にバックアップ・カードとしての役割を果たす十分な冗長カードを含むべきである。入口カード４０２、信号処理カード４０４、及び出口カード４０８は入口、信号処理及び出口機能を有する１枚以上のカードにより置換え可能であることに注意すべきである。。

パケット網交換機４００の主機能は入力ポートからのユーザー・データ・セルを適切な出力ポートにリレーすることである。呼または通信をパケット網交換機４００により処理すべき時、網制御器１１８（図１）は制御カード４０８に必要な呼設定情報を与える。制御カード４０８はこの呼設定情報を使用して入口カード４０２ａまたは４０２ｂにポートを割当てて、ＰＳＴＮ１０６（図１）からの呼を受信し、処理カード４０４内のＤＳＰが呼を処理し、出口カード４０８ａまたは４０８ｂのポートがＩＰ網１１０（図１）への呼を送信する。ＴＤＭベースの通信またはメッセージ１１２は入口カード４０２ａまたは４０２ｂを通して入り、ＴＤＭバス４１２を通して適切な処理カード４０４へルートされる。処理カード４０４のＤＳＰはアナログ及びディジタル情報形式間でメッセージを変換し、ディジタル圧縮と交換機能を提供する。１実施例では、各処理カード４０４は１０２４の同時セッションを処理可能である。次いで処理カード４０４はＤＳＰからセル交換機構造４１０へメッセージを送信し、この交換機構造はメッセージまたはデータ・セルのルーティングと転送に対して主に責任を有する、交換要素間の基本送信装置である。交換機構造４１０はまたセル・バッファリング、トラヒック集中及び多重化、フォールトトレラント用の冗長性、マルチキャストまたはブロードキャスト、及び遅延優先度と輻輳監視を基にしたセル・スケジューリングも提供する。交換機構造４１０は最終的にはメッセージを出口カード４０８ａまたは４０８ｂにルートする。１実施例では、各出口カード４０８は少なくとも８０００呼を処理可能である。出口カード４０８ａと４０８ｂはギガビット・イーサネット（登録商標）（図示せず）にメッセージを通常送信する。その名前が示しているように、ギガビット・イーサネットは秒当り１ギガビット（１０００メガビット）のデータレートをサポートしている。

図５を見ると、冗長制御カード５０２ａと５０２ｂとを有するパケット操作システムの概略線図が図示されている。制御カード５０２ａと５０２ｂは交換機４００（図４）のような単一のシャーシ内に収容される。メッセージ５０４は制御カード５０２ａ上のインターフェース５０６を介してパケット操作システムに入る。メッセージ５０４はインターフェース５０６からプロトコル・スタック５０８へ、次いで周辺部品相互接続（「ＰＣＩ」）バス５１０へ走行する。ＰＣＩバス５１０は入出力（「Ｉ／Ｏ」）カード５１２またはＤＳＰカード５１４のどちらかへメッセージ５０４を送信する。制御カード５０２ｂは制御カード５０２ａのデータの一部または全てのどちらかをミラーする。パケット操作システム５００の各制御カード５０２ａと５０２ｂはそれ自身のメモリを有し、従って再帰呼出や、同期と改変問題を有するような、共有メモリに関連する典型的な問題を回避している。

ここで図６Ａと図６Ｂを参照すると、本発明によるパケット網交換機６００とヘッダ作成方法の概略線図が図示されている。パケット網交換機６００は、ＴＤＭバス６０４と通信可能に結合された入口カード６０２ａと６０２ｂとを含む。ＴＤＭバス６０４は多数のＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎに通信可能に結合されている。ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎは１枚以上の信号処理カード４０４（図４）に配置されたＤＳＰのアレイに通常構成される。各ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎは交換機構造６０８に通信可能に結合される。交換機構造は出口カード６１０ａと６１０ｂに通信可能に結合される。パケット網交換機６００はまた１つ以上のＣＰＵ６１２を含み、このＣＰＵは１枚以上の制御カード４０６（図４）に通常配置されている。ＣＰＵ６１２は入口カード６０２ａと６０２ｂ、ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎ、及び出口カード６１０ａと６１０ｂに通信可能に結合されている。入口カード６０２ａと６０２ｂ、ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎ、及び出口カード６１０ａと６１０ｂは入口、信号処理及び出口機能を有する１枚以上のカードにより置換え可能であることに注意されたい。

ＴＤＭベースの通信１１２のＩＰベースの通信１１４への変換時に、ＣＰＵ６１２はブロック６２０で呼の信号化命令６１４を受信し、ブロック６２２で入口カード６０２ａ、６０２ｂポート、出口カード６１０ａ、６１０ｂポート、及びＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎを割当てて、呼を処理する。ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎはブロック６２４でＣＰＵ６１２から呼設定情報を受信する。ある種の呼を処理するには、ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎを適切に構成するため各種の操作パラメータが通常必要である。これらのパラメータは予め設定されるか、またはオーバーレイ機構を使用して動的にロード可能である。１つ以上のオーバーレイをＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎ内または別のメモリ位置に記憶可能である。例えば、ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎは、呼設定情報またはベアラ（ｂｅａｒｅｒ）型式を基にＣＰＵ６１２からオーバーレイを要求可能である。次いでＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎはオーバーレイを受信しロードする。オーバーレイをロードした後、ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎは、異なるオーバーレイが必要であるかどうか決定するための更なる弁別を実行する。オーバーレイを変更する必要がある場合、ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎは異なるオーバーレイを要求し、異なるオーバーレイを受信しロードする。例えば、ベアラ型式が実際には音声またはファックスのどちらかであるにも係わらず、呼設定情報が呼のベアラ型式が音声であることを指示したものとする。従って、ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎが、ＰＣＭデータのさらなる弁別を通して呼が実際には音声呼の代わりにファックスであることを認識した場合、ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎは、ファックスを処理するためＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎを適切に構成するよう異なるオーバーレイを要求する。

本発明では必要とされていないが、オーバーレイの実時間ローディングは、各ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎが任意の呼型式を処理可能とする。オーバーレイの使用は、ソフトウェア更新またはダウンロードを介して、パケット網交換機６００を更新して、新たな呼型式を処理するまたは既存の呼型式をより効率的に処理することを可能とする。加えて、パケット網交換機６００はオーバーレイの割当てを使用して各種の呼型式への帯域の割当てを動的に制御し、ＱｏＳ基準及び／またはライセンス制限への遵守を保証する。

次いで、ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎはブロック６２６でパルスコード変調（「ＰＣＭ」）データを処理する。ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎはブロック６２８でＴＤＭバス６０４を経由して割当てた入口カード６０２ａ、６０２ｂポートから呼データを受信する。ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎは次いでブロック６３０で呼データを圧縮し、パケットのデータ部分を作成する。ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎはまた圧縮された呼データから１つ以上のディジタル・サンプルを作成し、１つ以上のディジタル・サンプルを使用してパケットのデータ部分を作成してもよい。ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎはまたブロック６３２で、呼データと呼設定情報を使用してＲＴＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＩＰヘッダ及びＭＡＣヘッダのような１つ以上のヘッダを作成する。特に、ＲＴＰ及びＵＤＰヘッダは呼データから決定されるが、ＩＰ及びＭＡＣヘッダは呼設定情報から発生される。ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎは、ＲＴＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＩＰヘッダまたはＭＡＣヘッダのような特定のヘッダの作成に限定されず、パケットの適切な受渡しに必要な任意のヘッダを作成するために使用可能であることに注意されたい。

ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎは次いで、図６Ｃと図７Ａを参照してより詳細に説明されているブロック６３４で１つ以上のヘッダを圧縮する。ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎは次いでブロック６３６で１つ以上の圧縮ヘッダをパケットのデータ部分に付ける。ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎは、ブロック６３８でＩＰ網を介した伝送用に交換機構造造６０８を介して割当てた出口カード６１０ａ、６１０ｂポートへ完全なパケット（データを加えることの圧縮ヘッダ）を送信する。判定ブロック６４０で決定されるように、呼が終了している場合、呼はブロック６４２で終了する。しかしながら、呼が終了していない場合、ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎはブロック６２８でさらなる呼データを受信し、呼が終了するまで上述のプロセスが繰返される。図示のように、ＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎはパケット網交換機６００でヘッダ作成の唯一の責任を負っている。結果として、ＣＰＵ６１２はヘッダ作成の責任から開放されるため、システム・リソースは保存される。さらに、ヘッダ作成の責任は多数のＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎに分散される。それ故、ＣＰＵ６１２は自由に他のタスクを実行でき、これは必然的に輻輳を減少させ、ＱｏＳを増大させ、スループットを増大して、全体システム効率に貢献する。

ここで図６Ｃを参照すると、ブロック６３４の圧縮プロセスの１実施例を図示するフローチャートが図示されている。ＤＳＰヘッダ圧縮プロセス６３４はブロック６６０で開始される。判定ブロック６６２で決定されるように、１つ以上の以前のヘッダが保存されていない時は常に、ブロック６６４で１つ以上の現在のヘッダが１つ以上の以前のヘッダとして保存され、ブロック６６６で１つ以上の現在のヘッダが１つ以上の圧縮ヘッダとして使用され、プロセスはブロック６６８で復帰する。しかしながら、判定ブロック６６２で決定されるように、１つ以上の以前のブロックが保存されている場合、１つ以上の以前のヘッダがブロック６７０で検索され、１つ以上の現在のヘッダと１つ以上の以前のヘッダとの間の１つ以上の差を使用してブロック６７２で１つ以上の圧縮ヘッダが作成され、ブロック６７４で１つ以上の現在のヘッダが１つ以上の以前のヘッダとして保存され、プロセスはブロック６６８で復帰する。

図６Ｄを参照すると、図６Ｃで記述した圧縮プロセスに対応する出口カード６１０ａ、６１０ｂ（図６Ａ）により用いられる解凍プロセスの実施例のフローチャートが示されている。ブロック６８０で交換機構造６０８（図６Ａ）を経由してＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎ（図６Ａ）の１つからパケットを受信する。判定ブロック６８２で決定されるように、１つ以上の以前のヘッダが保存されていない時には常に、ブロック６８４で１つ以上の現在のヘッダが１つ以上の以前のヘッダとして保存され、ブロック６８６でパケットはＩＰ網を通して送信される。しかしながら、判定ブロック６８２で決定されるように、１つ以上の以前のヘッダが保存されている場合、ブロック６９２で１つ以上の圧縮ヘッダがパケットから抽出され、ブロック６９４で１つ以上の以前のヘッダが検索される。ブロック６９６で、１つ以上の圧縮ヘッダと１つ以上の以前のヘッダとの間の１つ以上の差を使用して１つ以上の現在のヘッダが作成され、ブロック６９８で１つ以上の現在のヘッダが１つ以上の以前のヘッダとして保存される。ブロック７００で１つ以上の現在のヘッダがパケットのデータ部分に付けられ、ブロック６８６でパケットはＩＰ網を通して送信される。ブロック６８６でパケットを送信した後、判定ブロック６８８で決定されるように、呼が終了している場合、呼はブロック６９０で終了する。しかしながら、判定ブロック６８８で決定されるように、呼が終了していない場合、プロセスはブロック６８０へ戻り、ここで次のパケットを受信する。

ここで図７Ａを参照すると、ブロック６３４の圧縮プロセスのほかの実施例を図示するフローチャートが図示されている。ＤＳＰヘッダ圧縮プロセス６３４はブロック７１０から開始する。判定ブロック７１２で決定されるように、１つ以上の以前のヘッダが保存されていない場合、ブロック７１４で１つ以上の現在のヘッダが１つ以上の以前のヘッダとして保存され、ブロック７１６で１つ以上の圧縮ヘッダが作成されて変化無しを指示し、プロセスはブロック７１８に復帰する。しかしながら、判定ブロック７１２で決定されるように、１つ以上の以前のヘッダが保存されている場合、ブロック７２０で１つ以上の以前のヘッダが検索され、ブロック７２２で１つ以上の現在のヘッダと１つ以上の以前のヘッダとの間の１つ以上の差を使用して１つ以上の圧縮ヘッダを作成し、ブロック７２４で１つ以上の以前のヘッダとして１つ以上の現在のヘッダを保存し、プロセスはブロック７１８に復帰する。

図７Ｂを参照すると、図７Ａに記載した圧縮プロセスに対応する出口カード６１０ａ、６１０ｂ（図６Ａ）により使用される解凍プロセスの他の実施例を図示するフローチャートが図示されている。出口カード６１０ａ、６１０ｂ（図６Ａ）はブロック７３０でＣＰＵ６１２（図６Ａ）から呼設定情報を受信する。出口カード６１０ａ、６１０ｂ（図６Ａ）はブロック７３２で呼データと呼設定情報とを使用してＲＴＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＩＰヘッダ及びＭＡＣヘッダのような１つ以上の現在のヘッダを作成する。特に、ＲＴＰ及びＵＤＰヘッダは呼データから決定されるが、ＩＰ及びＭＡＣヘッダは呼設定情報から発生される。出口カード６１０ａ、６１０ｂ（図６Ａ）は、ＲＴＰヘッダ、ＵＤＰヘッダ、ＩＰヘッダまたはＭＡＣヘッダのような特定のヘッダの作成に限定されず、パケットの適切な受渡しに必要な任意のヘッダを作成するために使用可能であることに注意されたい。１つ以上の現在のヘッダはブロック７３４で１つ以上の以前のヘッダとして記憶される。

ブロック７３６で交換機構造６０８（図６Ａ）を経由してＤＳＰ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ…６０６ｎ（図６Ａ）の１つからパケットを受信する。ブロック７３８で１つ以上の圧縮ヘッダがパケットから抽出され、１つ以上の以前のヘッダがブロック７４０で検索される。ブロック７４２で１つ以上の圧縮ヘッダと１つ以上の以前のヘッダとの間の１つ以上の差を使用して１つ以上の現在のヘッダが作成され、ブロック７４４で１つ以上の現在のヘッダが１つ以上の以前のヘッダとして保存される。ブロック７４６で１つ以上の現在のヘッダがパケットのデータ部分に付けられ、ブロック７４８でパケットがＩＰ網を通して送信される。ブロック７４８でパケットを送信した後、判定ブロック７５０で決定されるように、呼が終了している場合、ブロック７５２で呼が終了される。しかしながら、判定ブロック７５０で決定されるように、呼が終了していない場合、プロセスはブロック７３６に戻り、ここで次のパケットを受信する。

本発明は、入口から出口方向のパケット・ヘッダの圧縮／解凍のみならず、出口から入口方向のパケット・ヘッダの圧縮／解凍にも適用可能であることが当業者には認められる。さらに、本明細書で記載した実施例と例示は、本発明とその実際の応用例を最良に説明するよう、かつ当業者が本発明を作成し利用できるよう提示してある。しかしながら、当業者は以上の説明と例示は図解と例示のみの目的で提示されていることを認める。記載された説明は徹底的なもの、または本発明を開示した正確な形式に限定する意図のものではない。添付請求の範囲の要旨と範囲から逸脱することなく、以上の教示のもとに多数の修正と変更が可能である。

本発明をより良く理解し、かつ本発明が如何に実施されるかを一例により示すために、異なる図面の対応する番号が対応する部品を参照している添付図面と共に本発明の詳細な説明を参照する。
従来技術による代表的な統合網のブロック図。 従来技術によるパケット網交換機の概略線図。 図２Ａの音声ゲートウェイによるヘッダ作成方法のフローチャート。 従来技術によるパケット網交換機の概略線図。 図３Ａの音声ゲートウェイによるヘッダ作成方法のフローチャート。 本発明によるパケット網交換機の図。 本発明によるパケットオペレーティングシステムを示す概略線図。 本発明によるパケット網交換機の概略線図。 本発明によるヘッダ作成方法のフローチャート。 本発明の１実施例によるヘッダ圧縮方法のフローチャート。 本発明の１実施例によるヘッダ解凍方法のフローチャート。 本発明の他の実施例によるヘッダ圧縮方法のフローチャート。 本発明の他の実施例によるヘッダ解凍方法のフローチャート。

Claims (33)

1. 入口、信号処理及び出口機能を有する１以上のカードであって、信号処理機能はディジタル信号プロセッサの１以上のアレイを含み、出口機能は１以上の圧縮ヘッダを解凍する前記１以上のカードと、
   １以上のプロセッサを含む１以上の制御カードと、
   １以上のカードと制御カードと通信可能に結合する交換機構造と、
   １以上のカードと制御カードと通信可能に結合するＴＤＭバスと、
   を備えたパケット交換機を用いて、
   パケット網交換機内のデジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）により１以上の圧縮ヘッダを有するパケットを作成する方法において、
   呼設定情報を受信する段階と、
   呼データを受信する段階と、
   呼データを使用してパケットのデータ部分を作成する段階と、
   呼データと呼設定情報とを使用して１以上の現在のヘッダを作成する段階と、
   １以上の現在のヘッダを圧縮する段階と、
   １以上の圧縮ヘッダをパケットのデータ部分に付けることによりパケットを作成する段階と、
   を含む１以上の圧縮ヘッダを有するパケットを作成する方法。
2. 請求項１に記載の方法において、１以上の現在のヘッダを圧縮する段階は、
   １以上の以前のヘッダが無い時には常に、１以上の現在のヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存し、１以上の現在のヘッダを１以上の圧縮ヘッダとして使用する段階と、
   １以上の以前のヘッダが有る時には常に、１以上の現在のヘッダと１以上の以前のヘッダとの間の１以上の差を使用して１以上の圧縮ヘッダを作成し、１以上の現在のヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存する段階と、
   を含む方法。
3. 請求項１に記載の方法において、１以上の現在のヘッダを圧縮する段階は、
   １以上の以前のヘッダが保存されていない時には常に、１以上の現在のヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存し、１以上の圧縮ヘッダを作成して変化無しを指示する段階と、
   １以上の以前のヘッダが保存されている時には常に、１以上の現在のヘッダと１以上の以前のヘッダとの間の１以上の差を使用して１以上の圧縮ヘッダを作成し、１以上の現在のヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存する段階と、
   を含む方法。
4. 請求項１に記載の方法において、パケットを交換機構造に送信する段階をさらに含む方法。
5. 請求項１に記載の方法において、１以上のヘッダが実時間転送プロトコル（ＲＴＰ）・ヘッダ、ユーザーデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）ヘッダ、メディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）ヘッダまたはインターネットプロトコル（ＩＰ）ヘッダを含む方法。
6. 請求項５に記載の方法において、実時間転送プロトコル・ヘッダは呼データから決定される方法。
7. 請求項５に記載の方法において、ユーザー・データグラム・プロトコル・ヘッダは呼データから決定される方法。
8. 請求項５に記載の方法において、インターネット・プロトコル・ヘッダは呼設定情報から作成される方法。
9. 請求項５に記載の方法において、メディア・アクセス制御ヘッダは呼設定情報から作成される方法。
10. 請求項１に記載の方法において、呼データを使用してパケットのデータ部分を作成する段階は、
    呼データを圧縮する段階と、
    圧縮された呼データから１以上のディジタル・サンプルを作成する段階と、
    １以上のディジタル・サンプルを使用してパケットのデータ部分を作成する段階と、
    を含む方法。
11. 請求項１に記載の方法において、
    呼設定情報を基にオーバーレイを要求する段階と、
    オーバーレイを受信しロードする段階と、
    をさらに含む方法。
12. 入口、信号処理及び出口機能を有する１以上のカードであって、信号処理機能はディジタル信号プロセッサの１以上のアレイを含み、出口機能は１以上の圧縮ヘッダを解凍する前記１以上のカードと、
    １以上のプロセッサを含む１以上の制御カードと、
    １以上のカードと制御カードと通信可能に結合する交換機構造と、
    １以上のカードと制御カードと通信可能に結合するＴＤＭバスと、
    を備えた装置において、前記ディジタル信号プロセッサが、
    呼設定情報を受信し、呼データを受信し、呼データを使用してパケットのデータ部分を作成し、呼データと呼設定情報とを使用して１以上の現在のヘッダを作成し、１以上の現在のヘッダを圧縮し、１以上の圧縮ヘッダをパケットのデータ部分に付けることによりパケットを作成するようプログラムされていることを特徴とする装置。
13. 請求項１２に記載の装置において、各ディジタル信号プロセッサは、
    １以上の以前のヘッダが保存されていない時には常に、１以上の現在のヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存し、１以上の現在のヘッダを１以上の圧縮ヘッダとして使用し、
    １以上の以前のヘッダが保存されている時には常に、１以上の現在のヘッダと１以上の以前のヘッダとの間の１以上の差を使用して１以上の圧縮ヘッダを作成し、１以上の現在のヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存することにより、
    １以上の現在のヘッダを圧縮する、装置。
14. 請求項１２に記載の装置において、各ディジタル信号プロセッサは、
    １以上の以前のヘッダが保存されていない時には常に、１以上の現在のヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存し、１以上の圧縮ヘッダを作成して変化無しを指示し、
    １以上の以前のヘッダが保存されている時には常に、１以上の現在のヘッダと１以上の以前のヘッダとの間の１以上の差を使用して１以上の圧縮ヘッダを作成し、１以上の現在のヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存することにより、
    １以上の現在のヘッダを圧縮する、装置。
15. 請求項１２に記載の装置において、１以上のヘッダが実時間転送プロトコル（ＲＴＰ）・ヘッダ、ユーザーデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）ヘッダ、インターネットプロトコル（ＩＰ）ヘッダ、またはメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）ヘッダを含む装置。
16. 請求項１５に記載の装置において、実時間転送プロトコル・ヘッダは呼データから決定される装置。
17. 請求項１５に記載の装置において、ユーザー・データグラム・プロトコル・ヘッダは呼データから決定される装置。
18. 請求項１５に記載の装置において、インターネット・プロトコル・ヘッダは呼設定情報から作成される装置。
19. 請求項１５に記載の装置において、メディア・アクセス制御ヘッダは呼設定情報から作成される装置。
20. 請求項１２に記載の装置において、各ディジタル信号プロセッサは、呼データを圧縮し、圧縮された呼データから１以上のディジタル・サンプルを作成し、１以上のディジタル・サンプルを使用してパケットのデータ部分を作成することにより呼データを使用してパケットのデータ部分を作成する装置。
21. 請求項１２に記載の装置において、各ディジタル信号プロセッサは、呼設定情報を基にしてオーバーレイを要求し、オーバーレイを受信しロードするようさらにプログラムされている装置。
22. 通信交換機において、
    入口、信号処理及び出口機能を有する１以上のカードであって、信号処理機能はディジタル信号プロセッサの１以上のアレイを含み、
    さらに各ディジタル信号プロセッサは、呼設定情報を受信し、呼データを使用してパケットのデータ部分を作成し、呼データと呼設定情報とを使用して１以上の現在のヘッダを作成し、１以上の現在のヘッダを圧縮し、１以上の圧縮されたヘッダをパケットのデータ部分に付けることによりパケットを作成するようプログラムされ、出口機能は１以上の圧縮ヘッダを解凍する前記１以上のカードと、
    １以上のプロセッサを含む１以上の制御カードと、
    １以上のカードと制御カードと通信可能に結合する交換機構造と、
    １以上のカードと制御カードと通信可能に結合するＴＤＭバスと、
    によって特徴づけられる通信交換機。
23. 請求項２２に記載の通信交換機において、交換機構造とＴＤＭバスとに通信可能に結合された１以上の入口カードが１以上のカードの入口機能を提供する通信交換機。
24. 請求項２２に記載の通信交換機において、交換機構造とＴＤＭバスとに通信可能に結合された１以上の出口カードが１以上のカードの出口機能を提供する通信交換機。
25. 請求項２２に記載の通信交換機において、交換機構造とＴＤＭバスとに通信可能に結合された１以上の信号処理カードが１以上のカードの信号処理機能を提供する通信交換機。
26. 請求項２２に記載の通信交換機において、各ディジタル信号プロセッサは、呼設定情報を基にオーバーレイを要求し、オーバーレイを受信しロードするようさらにプログラムされている通信交換機。
27. 請求項２２に記載の通信交換機において、各ディジタル信号プロセッサは、
    １以上の以前のヘッダが保存されていない時には常に、１以上の現在のヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存し、１以上の現在のヘッダを１以上の圧縮ヘッダとして使用し、
    １以上の以前のヘッダが保存されている時には常に、１以上の現在のヘッダと１以上の以前のヘッダとの間の１以上の差を使用して１以上の圧縮ヘッダを作成し、１以上の現在のヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存することにより、
    １以上の現在のヘッダを圧縮する通信交換機。
28. 請求項２２に記載の通信交換機において、１以上のカードの出口機能は、
    １以上の以前のヘッダが保存されていない時には常に、１以上の圧縮ヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存し、１以上の圧縮ヘッダを１以上の解凍ヘッダとして使用し、
    １以上の以前のヘッダが保存されている時には常に、１以上の圧縮ヘッダと１以上の以前のヘッダとの間の１以上の差を使用して１以上の解凍ヘッダを作成し、１以上の解凍のヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存することにより、
    １以上の圧縮ヘッダを解凍する通信交換機。
29. 請求項２２に記載の通信交換機において、各ディジタル信号プロセッサは、
    １以上の以前のヘッダが保存されていない時には常に、１以上の現在のヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存し、１以上の圧縮ヘッダを作成して変化無しを指示し、
    １以上の以前のヘッダが保存されている時には常に、１以上の現在のヘッダと１以上の以前のヘッダとの間の１以上の差を使用して１以上の圧縮ヘッダを作成し、１以上の現在のヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存することにより、
    １以上の現在のヘッダを圧縮する交換通信機。
30. 請求項２２に記載の通信交換機において、１以上のカードの各出口機能は呼設定情報を受信し、呼データと呼設定情報を使用して１以上の現在のヘッダを作成し、１以上の現在のヘッダを保存する交換通信機。
31. 請求項３０に記載の通信交換機において、１以上のカードの出口機能は、１以上の圧縮ヘッダと１以上の以前のヘッダとの間の１以上の差を使用して１以上の解凍ヘッダを作成し、１以上の解凍ヘッダを１以上の以前のヘッダとして保存することにより１以上の圧縮ヘッダを解凍する交換通信機。
32. 請求項２２に記載の通信交換機において、１以上のヘッダは実時間転送プロトコル・ヘッダ、ユーザーデータグラムプロトコル（ＵＤＰ）ヘッダ、インターネットプロトコル（ＩＰ）ヘッダ、またはメディアアクセスコントロール（ＭＡＣ）ヘッダを含む交換通信機。
33. 請求項２２に記載の通信交換機において、各ディジタル信号プロセッサは、呼データを圧縮し、圧縮された呼データから１以上のディジタル・サンプルを作成し、１以上のディジタル・サンプルを使用してパケットのデータ部分を作成することにより呼データを使用してパケットのデータ部分を作成する通信交換機。

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