以太网头压缩方法及装置、存储介质、用户设备与流程

1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种以太网头压缩方法及装置、存储介质、用户设备。


背景技术：

2.第三代合作伙伴计划(3rd generation partnership project,3gpp)版本16(release 16,r16)引入了以太网头压缩(ethernet header compression，ehc)。在第四代移动通信技术(4th generation mobile networks or 4th generation wireless systems,4g)和第五代移动通信技术(5th generation mobile networks or5th generation wireless systems,5g)系统中都支持以太网帧的传输。ehc是一种减少以太网头传输带来的开销的方法。长期演进(long term evolution，lte)和新无线(new radio，nr)系统中均引入了ehc。ehc主要在分组数据汇聚协议(packet data convergence protocol,pdcp)中定义。ehc按数据无线承载(data radio bearer,drb)配置，且上下行分开配置。
3.3gpp ts 38.323介绍了ehc的原理。压缩的字段有：destination address、source address、802.1q tag和length/type。ehc压缩器(compressor)和ehc解压缩器(decompressor)将原始头字段信息存储为ehc上下文(context)。每个ehc上下文都由一个唯一的标识符标识，称为上下文标识(context id,cid)。ehc上下文必须在压缩器和解压缩器之间同步。
4.对于以太网数据包流，压缩器建立ehc上下文并将其与cid相关联。然后，压缩器将包含cid的完整头(full header,fh)包发送到解压器。压缩器继续发送fh包，直到从解压器收到ehc反馈为止。如果已建立了最大数量的ehc上下文，并且新的以太网流与任何已建立的ehc上下文不匹配，则压缩器应将新的以太网流与已分配的ehc cid之一相关联(覆盖)，或者作为不压缩包发送。当解压器接收到fh包时，解压器建立ehc上下文，并将ehc反馈发送给压缩器，以指示在解压器中成功建立了ehc上下文。在接收到ehc反馈之后，压缩器开始向解压器发送压缩头(compressed header,ch)包，包括相关联的cid。ch包不会包含存储在ehc上下文中的头字段。当接收到ch包时，解压器基于由相关cid标识的ehc上下文恢复原始头字段。
5.但是，对ue来说，内存资源是有限的，所以ehc上下文的数量也是有限的。按照现有技术，对于上行ehc，在以太网流数目较多的情况，如果对每个流都不加判断地进行头压缩，则很容易出现上下文用完的情况。之后如果对新的流不进行头压缩，则可能出现ehc上下文低效使用的情况，如几乎都用于流量较少的以太网流，而数据量较大(或者头开销较大)的以太网流则由于没有上下文而不能进行头压缩。如果对新的流进行头压缩而覆盖已有的上下文，则可能出现上下文反复覆盖，或者上下文用于头压缩增益较小的以太网流的情况，传输效率低。


技术实现要素：

6.本发明解决的技术问题是如何保证上行以太网头压缩中用户设备对上下文的合理使用，提升传输效率。
7.为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种以太网头压缩方法，以太网头压缩方法包括：在有新的以太网流需要发送时，判断当前剩余的ehc上下文数量，所述新的以太网流的以太网头与已保存的ehc上下文的以太网头均不一致；至少根据所述当前剩余的ehc上下文数量，确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩。
8.可选的，所述至少根据所述当前剩余的ehc上下文数量，确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩包括：如果所述当前剩余的ehc上下文数量高于预设门限，则创建所述新的以太网流的ehc上下文，并执行针对所述新的以太网流的以太网头压缩流程。
9.可选的，所述至少根据所述当前剩余的ehc上下文数量，确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩包括：如果所述当前剩余的ehc上下文数量低于预设门限，则计算所述新的以太网流的压缩增益，所述压缩增益表示对所述新的以太网流进行压缩所节省的传输资源；根据所述压缩增益确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩。
10.可选的，所述根据所述压缩增益确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩包括：如果所述当前剩余的ehc上下文数量大于0且所述压缩增益高于第一预设阈值，则创建所述新的以太网流的ehc上下文，并执行针对所述新的以太网流的以太网头压缩流程。
11.可选的，所述计算所述新的以太网流的压缩增益包括：确定所述新的以太网流在预设时间段内传输的数据包数量以及每个数据包的以太网头的尺寸；计算所述数据包数量与所述以太网头的尺寸的乘积，以作为所述压缩增益。
12.可选的，所述根据所述压缩增益确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩包括：如果所述当前剩余的ehc上下文数量为0且所述压缩增益高于第一预设阈值，则确定所述已保存的ehc上下文对应的压缩增益，并选取压缩增益低于第二预设阈值的第一ehc上下文进行释放；创建所述新的以太网流的ehc上下文，并执行针对所述新的以太网流的以太网头压缩流程。
13.可选的，所述选取压缩增益低于第二预设阈值的第一ehc上下文进行释放包括：选取压缩增益低于第二预设阈值的第一ehc上下文；判断所述第一ehc上下文的创建时间，如果所述创建时间大于预设时长，则释放所述第一ehc上下文。
14.可选的，所述至少根据所述当前剩余的ehc上下文数量，确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩还包括：判断所述新的以太网流的ehc上下文在当前时刻之前的预设时长内是否被释放过；如果未被释放过，则至少根据所述当前剩余的ehc上下文数量，确定对所述新的以太网流进行以太网头压缩。
15.可选的，所述判断当前剩余的ehc上下文数量之前还包括：如果在所述已保存的ehc上下文中存在第二ehc上下文在预设时间长度内没有对应的以太网包发送出去，则释放所述第二ehc上下文；或者，确定所述已保存的ehc上下文对应的压缩增益，如果第三ehc上下文对应的压缩增益低于第三预设阈值，则释放所述第三ehc上下文。
16.为解决上述技术问题，本发明实施例还公开了一种以太网头压缩装置，以太网头压缩装置包括：数量判断模块，用于在有新的以太网流需要发送时，判断当前剩余的ehc上下文数量，所述新的以太网流的以太网头与已保存的ehc上下文的以太网头均不一致；压缩
判断模块，用于至少根据所述当前剩余的ehc上下文数量，确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩。
17.本发明实施例还公开了一种存储介质，其上存储有计算机程序所述计算机程序被处理器运行时执行所述以太网头压缩方法的步骤。
18.本发明实施例还公开了一种用户设备，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序所述处理器运行所述计算机程序时执行所述以太网头压缩方法的步骤。
19.与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
20.本发明技术方案中，在有新的以太网流需要发送时，判断当前剩余的ehc上下文数量，所述新的以太网流的以太网头与已保存的ehc上下文的以太网头均不一致；至少根据所述当前剩余的ehc上下文数量，确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩。本发明技术方案中，通过当前剩余的上下文数据确定是否对新的以太网流进行以太网头压缩，可以保证ehc上下文被合理使用，提升以太网传输效率。
21.进一步地，如果所述当前剩余的ehc上下文数量低于预设门限，则计算所述新的以太网流的压缩增益，所述压缩增益表示对所述新的以太网流进行压缩所节省的传输资源；根据所述压缩增益确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩。本发明技术方案中，当前剩余的ehc上下文数量不多的情况下，通过新的以太网流的压缩增益选择性地进行以太网头压缩，保证数据量较大(或者头开销较大)的以太网流能够优先进行头压缩，使得传输数据量相对于以太网头压缩之前的数据量大大减少，提升ehc上下文的使用效率以及以太网传输效率。
22.进一步地，如果所述当前剩余的ehc上下文数量为0，则确定所述已保存的ehc上下文对应的压缩增益，并选取压缩增益低于第二预设阈值的第一ehc上下文进行释放；创建所述新的以太网流的ehc上下文，并执行针对所述新的以太网流的以太网头压缩流程。本发明技术方案通过选取压缩增益低于第二预设阈值的第一ehc上下文进行释放，可以保证ehc上下文能够用于头压缩增益较大的以太网流，提升传输效率。
23.进一步地，选取压缩增益低于第二预设阈值的第一ehc上下文；判断所述第一ehc上下文的创建时间，如果所述创建时间大于预设时长，则释放所述第一ehc上下文。本发明技术方案中，创建时间小于预设时长的ehc上下文不会被释放，能够避免上下文反复覆盖的情况，进一步提升上下文使用效率。
附图说明
24.图1是本发明实施例一种以太网头压缩方法的流程图；
25.图2是图1所示步骤s102的一种具体实施方式的流程图；
26.图3是图2所示步骤s202的一种具体实施方式的流程图；
27.图4是本发明实施例一种以太网头压缩装置的结构示意图。
具体实施方式
28.如背景技术中所述，按照现有技术，对于上行ehc，在以太网流数目较多的情况，如果对每个流都不加判断地进行头压缩，则很容易出现上下文用完的情况。之后如果对新的
流不进行头压缩，则可能出现ehc上下文低效使用的情况，如几乎都用于流量较少的以太网流，而数据量较大(或者头开销较大)的以太网流则由于没有上下文而不能进行头压缩。如果对新的流进行头压缩而覆盖已有的上下文，则可能出现上下文反复覆盖，或者上下文用于头压缩增益较小的以太网流的情况，传输效率低。
29.本发明技术方案中，通过当前剩余的上下文数据确定是否对新的以太网流进行以太网头压缩，可以保证ehc上下文被合理使用，提升以太网传输效率。
30.进一步地，如果所述当前剩余的ehc上下文数量低于预设门限，则计算所述新的以太网流的压缩增益，所述压缩增益表示对所述新的以太网流进行压缩所节省的传输资源；根据所述压缩增益确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩。本发明技术方案中，当前剩余的ehc上下文数量不多的情况下，通过新的以太网流的压缩增益选择性地进行以太网头压缩，保证数据量较大(或者头开销较大)的以太网流能够优先进行头压缩，使得传输数据量相对于以太网头压缩之前的数据量大大减少，提升ehc上下文的使用效率以及以太网传输效率。
31.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。
32.图1是本发明实施例一种以太网头压缩方法的流程图。
33.本发明实施例的以太网头压缩方法可以用于用户设备侧，所述用户设备能够执行以太网流的传输。所述用户设备包括但不限于手机、计算机、平板电脑等终端设备。本发明实施例所称以太网流可以包括多个以太网数据包，以太网流中各个数据包的以太网头是一致的。
34.所述以太网头压缩方法具体可以包括以下步骤：
35.步骤s101：在有新的以太网流需要发送时，判断当前剩余的ehc上下文数量，所述新的以太网流的以太网头与已保存的ehc上下文的以太网头均不一致；
36.步骤s102：至少根据所述当前剩余的ehc上下文数量，确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩。
37.需要指出的是，本实施例中各个步骤的序号并不代表对各个步骤的执行顺序的限定。
38.由于用户设备中ehc上下文的数量是有限的，因此需要对ehc上下文的使用情况进行监控，以保证ehc上下文被高效使用。
39.本发明实施例中，对于要传输的以太网流，用户设备首先将其以太网头与已保存的ehc上下文进行匹配，如果能够匹配到已保存的ehc上下文，则确定该要传输的以太网流不是新的以太网流，无需创建新的ehc上下文，使用已有的ehc上下文进行头压缩。否则确定该要传输的以太网流是新的以太网流，继续执行步骤s101至步骤s102。具体实施中，用户设备可以判断当前剩余的ehc上下文数量，以确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩。
40.本发明实施例所称的进行以太网头压缩是指，创建ehc上下文并执行以太网头压缩流程。关于执行以太网头压缩流程的具体实施方式，可以参照现有技术，本发明实施例在此不再赘述。
41.在一个非限制性的实施例中，图1所示步骤s102具体可以包括以下步骤：如果所述
当前剩余的ehc上下文数量高于预设门限，则创建所述新的以太网流的ehc上下文，并执行针对所述新的以太网流的以太网头压缩流程。
42.本实施例中，当前剩余的ehc上下文数量高于预设门限表示当前空闲的上下文比较充足，此时对于新的以太网流均进行以太网头压缩。
43.需要说明的是，关于预设门限的具体数值可以根据实际的应用环境进行适应性配置，本发明实施例对此不作限制。
44.在另一个非限制性的实施例中，请参照图2，图1所示步骤s102具体可以包括以下步骤：
45.步骤s201：如果所述当前剩余的ehc上下文数量低于预设门限，则计算所述新的以太网流的压缩增益，所述压缩增益表示对所述新的以太网流进行压缩所节省的传输资源；
46.步骤s202：根据所述压缩增益确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩。
47.当前剩余的ehc上下文数量低于预设门限表示当前空闲的上下文不足，需要选择性地对新的以太网流进行以太网头压缩。本实施例中通过计算新的以太网流的压缩增益，以表示对新的以太网流进行压缩所节省的传输资源。并根据压缩增益的大小选择性地对新的以太网流进行以太网头压缩。
48.进一步而言，如果所述当前剩余的ehc上下文数量大于0且所述压缩增益高于第一预设阈值，则创建所述新的以太网流的ehc上下文，并执行针对所述新的以太网流的以太网头压缩流程。
49.具体而言，压缩增益的判断可以考虑以太网流中数据包的频率(如每秒多少个包)、数据包大小、以太网头大小等。当进行头压缩带来的压缩增益较大时，才对该以太网流进行以太网头压缩。否则对该以太网流不分配上下文，不进行以太网头压缩。
50.进一步而言，图2所示步骤s201可以包括以下步骤：确定所述新的以太网流在预设时间段内传输的数据包数量以及每个数据包的以太网头的尺寸；计算所述数据包数量与所述以太网头的尺寸的乘积，以作为所述压缩增益。
51.具体实施中，用户设备可以对新的数据流进行一段时间的统计，以确定新的以太网流在预设时间段内传输的数据包数量以及每个数据包的以太网头的尺寸。
52.或者，用户设备也可以预测该以太网流在预设时间段内传输的数据包数量以及每个数据包的以太网头的尺寸，从而当收到该以太网流第一个数据包时就能计算出压缩增益。具体地，用户设备可以使用预先训练好的神经网络模型预测以太网流的数据量，该神经网络模型的训练数据可以是大量的以太网流。
53.例如，某以太网流每秒50个数据包，每个数据包的以太网头有18字节，那么可以计算出该以太网流的压缩增益为900字节，也即进行以太网头压缩后每秒大约减少传输900字节。
54.在一个具体的例子中，用户设备对上行以太网流进行数据统计，包括该以太网流的数据包在时间上的分布、数据包的大小、以太网头大小。假设用户设备共有10个上下文，最初都处于空闲。设定上下文数量充足的阈值(也即预设门限)为4。当前剩余的ehc上下文数量大于等于4时，认为上下文充足。则在这种情况下，对于新的以太网流，都分配上下文，进行头压缩。如果空闲上下文数量下降到小于4，那么对于新的以太网流需要进行判断是否值得创建上下文。用户设备根据该新的以太网流的统计数据可以计算压缩增益为每秒900
字节。假设设定在上下文不足时，要求每秒减少传输500字节(也即第一预设阈值)以上就可以进行头压缩，那么用户设备对该以太网流创建上下文进行头压缩。
55.本发明一个非限制性的实施例中，图2所示步骤s202具体可以包括以下步骤：
56.步骤s301：如果所述当前剩余的ehc上下文数量为0且所述压缩增益高于第一预设阈值，则确定所述已保存的ehc上下文对应的压缩增益，并选取压缩增益低于第二预设阈值的第一ehc上下文进行释放；
57.步骤s302：创建所述新的以太网流的ehc上下文，并执行针对所述新的以太网流的以太网头压缩流程。
58.当前剩余的ehc上下文数量为0表示用户设备的ehc上下文已使用完，如果对新的以太网流进行以太网头压缩，需要对已保存的ehc上下文进行释放，并将新的以太网流与已分配的ehc cid之一相关联(也可以称为覆盖)。
59.本实施例中，在选取要释放的ehc上下文时，选取的是压缩增益低于第二预设阈值的第一ehc上下文。也就是说，当用户设备的上下文已经分配完，如果有新的上行以太网流，则ue需要判断如何处理。判断的依据是对新的以太网流进行头压缩带来的压缩增益。如果压缩增益较大(也即高于第一预设阈值)，则对该以太网流进行头压缩。由于上下文已经分配完，则用户设备选择一个已有的上下文进行覆盖。选择的标准是带来的压缩增益较低(也即低于第二预设阈值)的上下文。用户设备选择了要覆盖的上下文后，就将该上下文初始化，并用于存储新的以太网流的以太网头。
60.在一个具体的例子中，用户设备对上行以太网流进行数据统计。当用户设备的上下文已经分配完，而存在一个或多个以太网流没有分配上下文，则用户设备根据统计数据计算各个以太网流(包括已分配上下文的以太网流和没有分配上下文的以太网流)的以太网头压缩增益。计算的依据是各个流在一段时间(如5秒)内的数据包的数量与以太网头大小的积。这反映了以太网流的头压缩增益。在已分配上下文的以太网流中，选择头压缩增益较小的以太网流，释放上下文。在未分配上下文的各个以太网流中，选择头压缩增益较大的流，ue为其分配上下文。
61.进一步而言，图3所示步骤s301具体可以包括以下步骤：选取压缩增益低于第二预设阈值的第一ehc上下文；判断所述第一ehc上下文的创建时间，如果所述创建时间大于预设时长，则释放所述第一ehc上下文。
62.本实施例中，通过设置预设时长，能够避免对同一个以太网流反复进行上下文分配释放。
63.进一步而言，图1所示步骤s102具体可以包括以下步骤：判断所述新的以太网流的ehc上下文在当前时刻之前的预设时长内是否被释放过；如果未被释放过，则至少根据所述当前剩余的ehc上下文数量，确定对所述新的以太网流进行以太网头压缩。或者，如果被释放过，则不对所述新的以太网流进行以太网头压缩。
64.本实施例中，为避免出现对同一个以太网流反复进行上下文分配释放，在对以太网流进行以太网头压缩判断时，如果其ehc上下文在当前时刻之前的预设时长内被释放过，则不会再次进行以太网头的压缩，也即不再对该以太网流创建上下文。
65.本发明一个非限制性的实施例中，图1所示步骤s101之前还可以包括以下步骤：如果在所述已保存的ehc上下文中存在第二ehc上下文在预设时间长度内没有相应的任何以
太网包，则释放所述第二ehc上下文；或者，确定所述已保存的ehc上下文对应的压缩增益，如果第三ehc上下文对应的压缩增益低于第三预设阈值，则释放所述第三ehc上下文。
66.本实施例中，对于已分配的ehc上下文，如果长时间没有得到利用，也即在预设时间长度内没有对应的以太网包发送出去，则用户设备释放该上下文。
67.或者，已保存的ehc上下文带来的增益比较低，也即压缩增益低于第三预设阈值，则用户设备释放该上下文。
68.与前述实施例不同的是，本发明实施例中用户设备是主动对已保存的ehc上下文进行监控，也即对已保存的ehc上下文选择性地进行主动释放，以提升后续以太网头压缩的效率。
69.请参照图4，本发明实施例还公开了一种以太网头压缩装置40，以太网头压缩装置40可以包括数量判断模块401和压缩判断模块402。
70.其中，数量判断模块401用于在有新的以太网流需要发送时，判断当前剩余的ehc上下文数量，所述新的以太网流的以太网头与已保存的ehc上下文的以太网头均不一致；压缩判断模块402用于至少根据所述当前剩余的ehc上下文数量，确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩。
71.本发明实施例中，通过当前剩余的上下文数据确定是否对新的以太网流进行以太网头压缩，可以保证ehc上下文被合理使用，提升以太网传输效率。
72.进一步而言，压缩判断模块402可以包括：压缩增益计算单元(图未示)，用于如果所述当前剩余的ehc上下文数量低于预设门限，则计算所述新的以太网流的压缩增益，所述压缩增益表示对所述新的以太网流进行压缩所节省的传输资源；第一判断单元(图未示)，用于根据所述压缩增益确定是否对所述新的以太网流进行以太网头压缩。
73.本发明实施例中，当前剩余的ehc上下文数量不多的情况下，通过新的以太网流的压缩增益选择性地进行以太网头压缩，保证数据量较大(或者头开销较大)的以太网流能够优先进行头压缩，使得传输数据量相对于以太网头压缩之前的数据量大大减少，提升ehc上下文的使用效率以及以太网传输效率。
74.进一步而言，压缩判断模块402可以包括：第二判断单元(图未示)，用于如果所述当前剩余的ehc上下文数量大于0且所述压缩增益高于第一预设阈值，则创建所述新的以太网流的ehc上下文，并执行针对所述新的以太网流的以太网头压缩流程。
75.本发明实施例通过选取压缩增益低于第二预设阈值的第一ehc上下文进行释放，可以保证ehc上下文能够用于头压缩增益较大的以太网流，提升传输效率。
76.关于所述以太网头压缩装置40的工作原理、工作方式的更多内容，可以参照图1至图3中的相关描述，这里不再赘述。
77.本发明实施例还公开了一种存储介质，所述存储介质为计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序运行时可以执行图1-图3中所示方法的步骤。所述存储介质可以包括rom、ram、磁盘或光盘等。所述存储介质还可以包括非挥发性存储器(non-volatile)或者非瞬态(non-transitory)存储器等。
78.本发明实施例还公开了一种用户设备，所述用户设备可以包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序。所述处理器运行所述计算机程序时可以执行图1-图3中所示方法的步骤。所述用户设备包括但不限于手机、计算机、平板
电脑等终端设备。
79.虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。