无线网络中ROHC压缩算法研究.docVIP

　　无线网络中ROHC压缩算法研究 【摘 要】为了提高无线网络的报头压缩效率及压缩鲁棒性，针对无线网络存在多种窄带传输链路且传输速率较低、误码率较高、节点移动频繁等特征，介绍了ROHC报头压缩算法，研究了基于无线信道估计与上层业务需求、节点移动和多播三种情况下压缩算法优化改进思路，并通过仿真测试对比和分析，验证了无线节点移动情况下ROHC改进算法的可行性。 中国 8/vie 　　【关键词】鲁棒性报头压缩协议 自适应报头压缩 多播传输系统 　　1 引言 　　随着无线网络和IP技术的发展及融合，未来通信系统向全IP网络方向发展，因此IP协议将成为下一代无线网络的核心承载技术。在无线网络中，存在短波、卫星、VHF、UHF等多种窄带无线传输手段，链路传输速率较低，误码率较高，而IPv4（20字节）、IPv6（40字节）等报头较长，为了有效提高有限的无线带宽资源，需对无线分组报头进行压缩。 　　目前应用于IPv4/IPv6等报头的压缩协议主要有VJHC、IPHC、CRTP、ROHC等，前三类压缩协议都是采用差分编码，而且简单修复机制，压缩效率容易受到丢包影响，在误码率较高的链路上反而会降低传输效率。基于这些原因，为了能在无线链路上获得较高的压缩率和较好的抗差错鲁棒性，IETF工作组于2001年提出了鲁棒性报头压缩协议（ROHC，Robust Header pression）。在2007年、2008年、2013年相继对ROHC进行修正或补充。ROHC适用于误码率高、往返时间较长的无线链路，可对RTP/UDP/IPv4/IPv6、UDP/IPv4/IPv6、TCP/IPv4/IPv6等多种报头进行压缩。 　　2 无线网络中ROHC压缩总体设计 　　2.1 ROHC压缩算法总体架构 　　ROHC作为一种单跳点到点压缩协议，在无线网络中的应用如图1所示。主要针对其窄带传输通道，利用ROHC压缩协议将上层报头（RTP/UDP/IPv4/IPv6、TCP/IPv4/IPv6）进行有效压缩，从而减小报头占用链路带宽，提升有效载荷传输能力和服务质量。 　　ROHC压缩算法总体框架如图2所示，由ROHC压缩和解压两个模块构成，主要包括以下八个部分： 　　（1）根据报头确定简档类型ID：PID（如RTP PID为0x0101）； 　　（2）根据分组流确定上下文CID； 　　（3）ROHC工作模式：U、O、R模式； 　　（4）ROHC压缩器工作状态：IR、FO、SO三个状态； 　　（5）ROHC解压器工作状态：NC、SC和FC三个状态； 　　（6）IP、UDP、TCP等各报头域分类； 　　（7）ROHC压缩分组类型：IR、IR-DYN、UOR-2等14类； 　　（8）-header压缩报文。 　　IR-header：用来初始化上下文，传输的是上下文中的静态信息，有时也传输部分动态信息，如IR或IR-DYN报文。 　　FO-DYN：一般传输上下文中的动态信息，从不传输已经初始化过的信息。 　　M-header：不同的协议族传输的IR-header和FO-DYN格式基本一样。但M-header压缩报文格式由于不同协议族压缩策略不一样，具体格式有所区别。如RTP/UDP/IP压缩报头可以分为三种类型：报文类型0（UO_0）、报文类型1（UO_1_ID、UO_1_TS、UO_1_RTP）、报文类型2（UOR_2、UOR_2_ID、UOR_2_TS、UOR_2_RTP）。 　　反馈报文类型包括Feedback1、Feedback2两种类型。其中Feedback2包含ACK、NACK、STATIC-NACK三种类型。ACK表示正反馈，用于上下文正确更新的反馈；NACK表示负反馈，用于上下文没有正确更新的反馈；STATIC-NACK用于静态上下文没有正确更新的反馈。Feedback1只用于传输ACK反馈报文。