Предпосылки создания изобретения
Притязание на приоритет по §120 35 U.S.C.
Настоящая заявка на патент притязает на приоритет предварительной заявки на патент США № 60/279970, поданной 28 марта 2001 года, права на который принадлежат правообладателю настоящего изобретения, включенный в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки.
Ссылки на заявки на патент, находящиеся в процессе одновременного рассмотрения
Настоящее изобретение имеет отношение к следующим заявкам на патент в U.S. Patent & Trademark Office:
"Method and Apparatus for Security in a Data Processing System" на имя Philip Hawkes et al., индекс патентного поверенного № 010497, поданная одновременно с данной заявкой и переуступленной ее правообладателю, и которая полностью включена здесь в качестве ссылки;
"Method and Apparatus for Out-of-Band Transmission of Broadcast Service Option in a Wireless Communication System" на имя Nikolai Leung, индекс патентного поверенного № 010437, поданная одновременно с данной заявкой и переуступленной ее правообладателю, и которая полностью включена здесь в качестве ссылки;
"Method and Apparatus for Broadcast Signaling in a Wireless Communication System" на имя Nikolai Leung, индекс патентного поверенного №010438, поданная одновременно с данной заявкой и переуступленной ее правообладателю, и которая полностью включена здесь в качестве ссылки;
"Method and Apparatus for Transmission Framing in a Wireless Communication System" на имя Raymond Hsu, индекс патентного поверенного №010498, поданная одновременно с данной заявкой и переуступленной ее правообладателю, и которая полностью включена здесь в качестве ссылки;
"Method and Apparatus for Data Transport in a Wireless Communication System" на имя Raymond Hsu, индекс патентного поверенного №010499, поданная одновременно с данной заявкой и переуступленной ее правообладателю, и которая полностью включена здесь в качестве ссылки;
"Method and Apparatus for Header Compression in a Wireless Communication System" на имя Raymond Hsu, индекс патентного поверенного №010500, поданная одновременно с данной заявкой и переуступленной ее правообладателю, и которая полностью включена здесь в качестве ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение в общем случае относится к беспроводным системам связи, более конкретно к способам и устройству для сжатия сообщений при подготовке к передаче в беспроводной системе связи.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Существует возрастающая потребность в службах пакетных данных в беспроводных системах связи. Так как традиционные беспроводные системы связи разработаны для речевой связи, при их расширении для поддержки служб передачи данных возникает много проблем. В частности, организация однонаправленных служб, таких как широковещательная служба, где видео- и аудиинформация передаются к абоненту в потоковом режиме, имеет специфический набор требований и целей. Такие службы могут иметь требования широкой полосы пропускания, при этом и разработчики системы пытаются минимизировать передачу служебной информации. К тому же, абонент требует специфической информации для доступа к широковещательным передачам, такой как параметры обработки и протоколы. Существует проблема передачи информации, специфической для широковещательной передачи, при оптимизированном использовании доступной полосы пропускания.
Следовательно, существует потребность в эффективном и точном способе передачи данных в беспроводных системах связи. Более того, существует потребность в эффективном и точном способе предоставления пользователю информации, специфической для службы.
СУЩНОСТЬ изобретения
Варианты осуществления изобретения, изложенные в данном описании, ориентированы на вышеизложенные потребности, обеспечивая способы для предоставления пользователю параметров и протоколов, специфических для службы, в беспроводной системе связи, поддерживающей широковещательную службу или другую службу однонаправленной передачи.
Согласно одному из аспектов, в беспроводной системе связи, поддерживающей широковещательную службу, способ включает в себя генерацию сообщения о протоколах широковещательной службы, и передачу сообщения о протоколах широковещательной службы на множество мобильных приемников, причем сообщение о протоколах широковещательной службы включает в себя номер опции службы, идентифицирующий набор параметров, причем набор параметров описывает обработку контента (информационно значимого наполнения) широковещания.
В другом аспекте, в беспроводной системе связи, поддерживающей широковещательную службу, способ включает в себя прием сообщения с параметрами широковещательной службы, извлечение номера опции службы из сообщения с параметрами широковещательной службы и инициирование стека протоколов, соответствующего номеру опции службы.
В еще одном аспекте, беспроводное устройство включает в себя средство приема сообщения с параметрами широковещательной службы, средство извлечения номера опции службы из сообщения с параметрами широковещательной службы и средство инициирования стека протоколов, соответствующего номеру опции службы.
ПЕРЕЧЕНЬ ФИГУР чертежей
Фиг.1 - схема системы связи расширенного спектра, поддерживающей определенное число пользователей.
Фиг.2 - блок-схема системы связи, поддерживающей широковещательные передачи.
Фиг.3 - модель стека протоколов, соответствующего опции широковещательной службы в беспроводной системе связи.
Фиг.4 - таблица протоколов, применяемых на уровнях стека протоколов, поддерживающего опцию широковещательной службы в беспроводной системе связи.
Фиг.5 - блок-схема осуществления доступа к широковещательной службе в топологии беспроводной системы связи.
Фиг.6 - широковещательный поток в беспроводной системе связи.
Фиг.7 - отображение сжатия заголовков в беспроводной системе связи.
Фиг.8 - периодическая широковещательная передача информации о сжатии заголовков.
Фиг.9 - протокол сжатия заголовков.
Фиг.10 - протокол сжатия заголовков для широковещательной службы в беспроводной системе связи.
Фиг.11 - блок-схема сжатия заголовков для широковещательной службы в беспроводной системе связи.
Фиг.12 - блок-схема декомпрессии заголовков для широковещательной службы в беспроводной системе связи.
Фиг.13 и 14 иллюстрируют транспортировку данных в беспроводной системе связи.
Фиг.15 - временная диаграмма потока сообщений в беспроводной системе связи.
Фиг.16 - конфигурация служебного системного сообщения о параметрах.
Фиг.17 - конфигурация блока битов служебного системного сообщения о параметрах.
Фиг.18 - блок-схема алгоритма предоставления широковещательных протоколов и параметров в беспроводной системе связи.
Фиг.19 - отображение номеров опций службы на наборы параметров.
Фиг.20 иллюстрирует определение параметра в беспроводной системе связи.
Фиг.21 - блок-схема каналов, используемых в беспроводной системе связи, поддерживающей широковещательные службы.
Фиг.22 - широковещательный поток со служебной информацией, перемеженной с контентом широковещания.
Фиг.23 - способ осуществления доступа к широковещательной службе в беспроводной системе связи.
Фиг.24 - элемент памяти для хранения служебной информации широковещательной службы.
Детальное описание
В настоящем описании слово "иллюстративный" используется исключительно в смысле "служащий примером, случаем, иллюстрацией". Любой вариант осуществления изобретения, изложенный в настоящем описании как "иллюстративный", не должен рассматриваться как предпочтительный или дающий дополнительные преимущества по сравнению с другими вариантами осуществления изобретения. Хотя различные аспекты настоящего изобретения представлены на чертежах, чертежи не обязательно выполнены с соблюдением масштаба, за исключением специально оговоренных случаев.
Иллюстративный вариант осуществления беспроводной системы связи применяет способ сжатия заголовков, что уменьшает размер каждого заголовка, сохраняя точность и требования к передаче, налагаемые системой. Иллюстративный вариант осуществления поддерживает однонаправленную широковещательную службу. Широковещательная служба обеспечивает видео и/или аудиопотоки для множества пользователей. Абоненты широковещательной службы "настраиваются" на определенный канал для доступа к широковещательной передаче. Так как требования к полосе пропускания для высокоскоростной передачи для широковещательного видео являются высокими, желательно уменьшить объем любой служебной информации, ассоциированной с широковещательной передачей.
Последующее обсуждение развивает иллюстративный вариант осуществления изобретения, во-первых, представлением беспроводной системы связи расширенного спектра в общем виде. Затем представлена широковещательная служба, причем служба упоминается как высокоскоростная широковещательная служба (HSBS), и обсуждение включает в себя назначение каналов иллюстративного варианта осуществления изобретения. Затем представляется модель подписки, включая опции для платной подписки, бесплатной подписки и смешанных планов подписки, аналогичных планам, доступным в настоящее время для телевизионных передач. Затем детально описаны особенности доступа к широковещательной службе, представлено использование опций службы для определения особенностей данной передачи. Поток сообщений в широковещательной системе обсуждается с учетом топологии системы, т.е. элементов инфраструктуры. Наконец, обсуждается сжатие заголовков, применяемое в иллюстративном варианте осуществления изобретения.
Необходимо отметить, что иллюстративный вариант осуществления изобретения рассматривается в качестве примера в настоящем описании; однако альтернативные варианты осуществления изобретения могут включать в себя различные аспекты без выхода за границы объема настоящего изобретения. В частности, настоящее изобретение может применяться в системах обработки данных, беспроводных системах связи, однонаправленных широковещательных системах и любых других системах, разработанных для эффективной передачи информации.
Беспроводная система СВЯЗИ
Иллюстративный вариант осуществления изобретения использует беспроводную систему связи расширенного спектра, поддерживающую широковещательную службу. Беспроводные системы связи широко применяются для обеспечения различных типов связи, например, речевой связи, передачи данных и т.п. Такие системы могут быть основаны на множественном доступе с кодовым разделением каналов (CDMA), множественном доступе с временным разделением каналов (TDMA) или некоторых других способах модуляции. Системы CDMA обеспечивают, по сравнению с другими системами, определенные преимущества, включая увеличение пропускной способности системы.
Система может быть спроектирована для поддержки одного или более стандартов, таких как "TIA/EIA/IS-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System", который в настоящем описании упоминается как стандарт IS-95; стандарт, предложенный консорциумом "3rd Generation Partnership Project" (Проект партнерства в области систем связи третьего поколения), который в настоящем описании упоминается как консорциум 3GPP, и реализованный в наборе документов, включающем в себя документы №№ 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS и 25.213, 3G TS 25.214, 3G TS 25.302, который в настоящем описании упоминается как стандарт W-CDMA, стандарт, предложенный консорциумом "3rd Generation Partnership Project 2" (Проект 2 партнерства в области систем связи третьего поколения), который в настоящем описании упоминается как консорциум 3GPP2, и TR-45.4, который в настоящем описании упоминается как стандарт cdma2000, изначально называвшийся IS-2000 MC. Стандарты, приведенные выше, включены в настоящее описание во всей своей полноте в качестве ссылки.
Каждый стандарт специфически определяет обработку данных для передачи от базовой станции к мобильной станции и наоборот. Последующее обсуждение рассматривает в качестве иллюстративного варианта осуществления изобретения беспроводную систему связи расширенного спектра, совместимую со стандартом протоколов cdma2000. Альтернативные варианты осуществления изобретения могут включать в себя другие стандарты. Другие варианты осуществления изобретения могут применять способы сжатия, изложенные в настоящем описании, в других типах систем обработки данных.
На Фиг.1 представлен пример системы 100 связи, поддерживающей некоторое количество пользователей и способной реализовать, по меньшей мере, некоторые аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения. Для планирования передачи в системе 100 может быть использован любой из множества алгоритмов и способов. Система 100 обеспечивает связь для некоторого числа сот с 102А по 102G, каждая из которых обслуживается соответствующей базовой станцией с 104А по 104G, соответственно. В иллюстративном варианте осуществления изобретения некоторые из базовых станций 104 имеют множество приемных антенн, а другие имеют только одну приемную антенну. Аналогично, некоторые из базовых станций 104 имеют множество передающих антенн, а другие имеют одну передающую антенну. Не существует ограничений на комбинации передающих антенн и приемных антенн. Таким образом, является возможным случай, когда базовая станция 104 имеет множество передающих антенн и одну приемную антенну, или имеет множество приемных антенн и одну передающую антенну, или имеет как одну, так и множество передающих антенн и приемных антенн.
Терминалы 106 в зоне обслуживания могут быть фиксированными (т.е. стационарными) или мобильными. Как показано на Фиг.1, по системе распределены различные терминалы 106. Каждый терминал 106 в данный момент времени сообщается, по меньшей мере, с одной, а возможно, и с большим количеством базовых станций 104, при приеме и передаче данных по нисходящей и восходящей линиям связи, что зависит от того, например, используется ли мягкий режим эстафетной передачи обслуживания, или спроектирован ли терминал и эксплуатируется ли он для (одновременного или последовательного) приема множества передач от множества базовых станций. Мягкий режим эстафетной передачи обслуживания в системах связи CDMA хорошо известен в области техники и детально описан в патенте США № 5101501, озаглавленном "Method and system for providing a Soft Handoff in CDMA Cellular Telephone System", права на который принадлежат правообладателю настоящего изобретения.
Под нисходящей линией связи подразумевается передача от базовой станции на терминал, а под восходящей линией связи подразумевается передача от терминала на базовую станцию. В иллюстративном варианте осуществления изобретения некоторые из терминалов 106 имеют множество приемных антенн, а другие имеют одну приемную антенну. На Фиг.1 базовая станция 104А передает данные на терминалы 106А и 106J по нисходящей линии связи, базовая станция 104В передает данные на терминал 106С и т.д.
Возрастающая потребность в беспроводной передаче данных и расширение числа служб, доступных посредством технологии беспроводной связи, привело к созданию специфических служб передачи данных. Одна такая служба упоминается как высокоскоростная передача данных (HDR). Пример службы HDR предложен в документе "EIA/TIA-IS856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification", который упоминается как "описание HDR". Служба HDR является в общем случае надстройкой по отношению к речевой системе связи, что предоставляет эффективный способ передачи пакетов данных в беспроводной системе связи. При увеличении объема передаваемых данных и количества каналов передачи ограниченная полоса пропускания, доступная для радиопередач, становится критическим ресурсом. Следовательно, существует потребность в эффективном и четком способе планирования передач в системе связи, оптимизирующем использование доступной полосы пропускания. В иллюстративном варианте осуществления изобретения, система 100 показанная на Фиг.1, является совместимой с системой CDMA, имеющей службу HDR.
ВЫСОКОСКОРОСТНАЯ ШИРОКОВЕЩАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА (HSBS)
На Фиг.2 представлена беспроводная система 200 связи, в которой видео- и аудиоинформация предоставляются в сеть служб пакетной передачи данных (PDSN) 202. Источником видео- и аудиоинформации может быть телепрограмма и радиопередача. Информация предоставляется в виде пакетированных данных, например в виде IP-пакетов. PDSN 202 обрабатывает IP-пакеты для распространения в сети доступа (AN). Как показано, AN определяется как части системы, включающие в себя базовую станцию (БС, BS) 204, сообщающуюся с множеством мобильных станций (МС, MS) 206. PDSN 202 связана с БС 204. Для службы HSBS БС 204 принимает поток информации от PDSN 202 и предоставляет эту информацию по назначенному каналу абонентам в системе 200.
В заданном секторе существует несколько путей реализации широковещательной службы HSBS. Факторы, учитываемые при проектировании системы, включают в себя, но не ограничиваются, количество поддерживаемых сеансов HSBS, количество назначений частот и количество поддерживаемых широковещательных физических каналов.
HSBS представляет собой информационный поток, предоставляемый через эфирный интерфейс в беспроводной системе связи. Под термином "канал HSBS" подразумевается один логический широковещательный сеанс HSBS, определенный контентом широковещания. Необходимо заметить, что контент данного канала HSBS может меняться со временем, например, Новости в 7 часов, Погода в 8 часов, Телефильм в 9 часов и т.д. Основанное на времени планирование является аналогичным отдельному каналу ТВ. Под термином "Широковещательный канал" подразумевается отдельный физический канал прямой линии связи, например, заданный код Уолша, определяющий перенос широковещательного трафика. Широковещательный Канал, BCH, соответствует отдельному каналу мультиплексной передачи с кодовым разделением каналов (CDM).
Отдельный широковещательный канал может нести один или более каналов HSBS; в таком случае, каналы HSBS мультиплексируются в отдельном широковещательном канале способом мультиплексирования с временным разделением (TDM). В одном варианте осуществления изобретения отдельный канал HSBS обеспечивается на более чем одном широковещательном канале в секторе. В другом варианте осуществления изобретения отдельный канал HSBS обеспечивается на разных частотах для обслуживания абонентов на этих частотах.
Согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения, система 100, показанная на Фиг.1, поддерживает высокоскоростную мультимедийную широковещательную службу, называемую высокоскоростной широковещательной службой (HSBS). Возможности широковещательной передачи службы предусмотрены для обеспечения программ при скорости передачи данных, достаточной для обеспечения передачи видео- и аудиоданных. Например, применения HSBS могут включать в себя представление телефильмов, спортивных новостей и т.д. в виде потока видеоданных. Служба HSBS является службой пакетной передачи данных, основанной на протоколе Интернет (IP).
Согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения, провайдер службы именуется Сервером Контента (СК, CS), причем СК оповещает системных пользователей о доступности такой высокоскоростной широковещательной службы. Любой пользователь, желающий принимать службу HSBS, может стать абонентом при помощи СК. Затем абонент может просмотреть программу широковещательной службы посредством множества способов, которые могут быть предоставлены СК. Например, информация о контенте широковещания может распространяться при помощи рекламы, службы коротких сообщений (SMS), протокола беспроводных приложений (WAP) и/или каких либо других средств, в общем совместимых и подходящих для мобильной беспроводной связи. Мобильные пользователи именуются Мобильными Станциями (МС). Базовые станции (БС) передают параметры, относящиеся к HSBS, в служебных сообщениях, таких как сообщения, передаваемые по каналам и/или на частотах, предназначенных для управления и информирования, т.е. сообщения, не относящиеся к полезной нагрузке. Полезная нагрузка относится к информационному контенту передачи, причем для широковещательного сеанса полезная нагрузка представляет собой контент широковещательной передачи, т.е. видеопрограммы и т.п. Если абонент широковещательной службы желает принять широковещательный сеанс, например, конкретную широковещательную программу, МС считывает служебные сообщения и определяет подходящие конфигурации. Затем МС настраивается на частоту, содержащую канал HSBS, и принимает контент широковещательной службы.
Структура канала иллюстративного варианта осуществления изобретения согласуется со стандартом cdma2000, причем прямой дополнительный канал (F-SCH) поддерживает передачу данных. Один вариант осуществления изобретения объединяет большое количество прямых основных каналов (F-FCH) или прямых выделенных каналов управления (F-DCCH) для удовлетворения требования на более высокую скорость передачи данных, налагаемого службами передачи данных. Иллюстративный вариант осуществления изобретения использует F-SCH как основу для прямого широковещательного основного канала (F-BSCH), поддерживающего полезную нагрузку 64 кбит/с (исключая служебные сообщения транспортного радиопротокола (RTP)). F-BSCH может также быть модифицирован для поддержки других скоростей передачи для полезной нагрузки, например, путем деления скорости передачи полезной нагрузки 64 кбит/с на подпотоки с более низкими скоростями передачи.
Один вариант осуществления изобретения также поддерживает групповые вызовы несколькими различными способами. Например, при помощи использования существующих однонаправленных каналов, т.е. один канал прямой линии связи на МС без совместного использования, из состава F-FCH (или F-DCCH) как по прямой, так и по обратной линии связи. В другом примере применяются F-SCH (совместно используемый членами группы в одном секторе) и F-DCCH (без кадров, большую часть времени прямой подканал управления мощностью) по прямой линии связи и обратный выделенный канал управления (R-DCCH) по обратной линии связи. В еще одном примере используется высокоскоростной F-BSCH по прямой линии связи и канал доступа (или комбинация канал расширенного доступа/обратный общий канал управления) по обратной линии связи.
Обладая высокой скоростью передачи данных, F-BSCH иллюстративного варианта осуществления изобретения может использовать очень большую часть мощности прямой линии связи базовой станции для обеспечения адекватной зоны обслуживания. Проектирование физического уровня HSBS, таким образом, фокусируется на улучшении эффективности в среде широковещания.
Для обеспечения адекватной поддержки для видеослужб, конструкция системы рассматривает требуемую мощность базовой станции при различных путях передачи канала, также как и соответствующее качество видео. Одним аспектом конструкции является компромисс между воспринимаемым качеством видео на границе зоны обслуживания и качеством в зоне, более близкой к соте. При уменьшении скорости передачи полезной нагрузки возрастает эффективная скорость кода исправления ошибок, и данный уровень мощности передачи базовой станции обеспечивает лучшее радиопокрытие на границе соты. Для мобильных станций, расположенных ближе к базовым станциям, прием канала остается свободным от ошибок, и качество видео будет понижено благодаря пониженной скорости передачи данных источника информации. Такой же компромисс присутствует и в случае других, не относящихся к видео приложений, которые может поддерживать F-BSCH. Снижение скорости передачи полезной нагрузки, поддерживаемой каналом, увеличивает зону обслуживания ценой уменьшения скорости загрузки для данных приложений. Баланс относительной значимости между качеством видео и пропускной способностью с одной стороны и зоной обслуживания с другой стороны является объективным. Выбираемая конфигурация ориентирована на конфигурацию, оптимизированную для данного приложения, и хороший компромисс среди всех возможностей.
Скорость передачи полезной нагрузки для F-BSCH является важным конструктивным параметром. При проектировании системы, поддерживающей широковещательные передачи согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения, могут использоваться следующие допущения: (1) основная скорость передачи полезной нагрузки равна 64 кбит/с; (2) для служб потокового видео скорость передачи полезной нагрузки подразумевает включение 12 8-битовых байтов служебной информации на пакет для пакетов RTP; (3) средний объем служебной информации для всех уровней между RTP и физическим уровнем примерно равен 64 8-битовым байтам на пакет плюс 8 битов служебной информации на кадр F-SCH, используемой в заголовке модуля данных протокола мультиплексирования (MUXPDU).
В иллюстративном варианте осуществления изобретения для широковещательных служб, не связанных с видео, максимальная поддерживаемая скорость равна 64 кбит/с. Тем не менее, также возможны многие другие скорости передачи полезной нагрузки, меньшие 64 кбит/с.
Модель подписки
Для службы HSBS существует несколько возможных моделей подписки/оплаты, которые включают в себя свободный доступ, контролируемый доступ и частично контролируемый доступ. Для свободного доступа не требуется подписки для приема службы. БС производит широковещательную передачу контента без шифрования, и заинтересованные мобильные устройства могут принимать контент. Выручку от этой службы провайдер может получать при помощи размещения рекламы, которая также может передаваться по широковещательному каналу. Например, могут передаваться клипы выходящих в ближайшее время фильмов, за что студии платят провайдеру.
В случае контролируемого доступа, пользователь МС подписывается на услугу и оплачивает соответствующую сумму, для того чтобы принимать широковещательную службу. Неподписавшийся пользователь не будет иметь возможности принимать службу HSBS. Контролируемый доступ может быть осуществлен путем шифрования передачи/контента HSBS таким образом, что только подписавшиеся пользователи смогут дешифровать контент. При этом могут использоваться процедуры передачи ключа дешифрования по радиоинтерфейсу. Эта схема обеспечивает высокий уровень безопасности и предотвращает кражу услуги.
Гибридная схема доступа, называемая частично контролируемым доступом, предоставляет службу HSBS как основанную на подписке службу, которая является шифруемой с перемежающимися незашифрованными рекламными передачами. Такая реклама может быть предназначена для того, чтобы подтолкнуть к подписке на зашифрованную службу HSBS. Расписание таких незашифрованных сегментов может быть известно МС через сторонние средства.
Опция службы HSBS
Опция службы HSBS определяется посредством: (1) стека протоколов; (2) опций в стеке протоколов; и (3) процедур для настройки и синхронизации службы. Стек протоколов, соответствующий иллюстративному варианту осуществления изобретения, представлен на Фиг.3 и 4. Как показано на Фиг.3, стек протоколов является специфическим для элемента инфраструктуры, т.е. МС, БС, PDSN и СК в иллюстративном варианте осуществления изобретения.
Далее, по Фиг.3, для прикладного уровня МС протокол определяет аудиокодек, видеокодек, так же как и любые профили (совокупности параметров) видеоданных. Дополнительно, протокол определяет типы полезной нагрузки транспортного радиопротокола (RTP), когда применяется RTP. Для транспортного уровня МС, протокол определяет порт протокола датаграмм пользователя (UDP), который будет использоваться для передачи пакетов RTP. Уровень безопасности МС определяется протоколом, причем параметры безопасности предоставляются по внеполосным каналам, когда первоначально устанавливается защищенное соединение с СК. Канальный уровень связи определяет параметры сжатия заголовка IP.
Для того, чтобы мобильные станции могли успешно обнаруживать и прослушивать широковещательный канал, через эфирный интерфейс передаются различные параметры, имеющие отношение к широковещательной службе. Широковещательная служба разработана для поддержки различных опций протоколов в стеке протоколов. Это требует, чтобы приемники широковещательной службы были информированы об опциях протоколов, выбранных для осуществления надлежащего декодирования и обработки широковещательных данных. В одном варианте осуществления изобретения СК предоставляет эту информацию приемнику в виде совместимого со стандартом cdma2000 служебного сообщения о системных параметрах. Для приемника является преимуществом возможность получать информацию непосредственно из служебного сообщения. В этом случае приемник может непосредственно определить, обладает ли приемник достаточными ресурсами для приема широковещательного сеанса. Приемник отслеживает служебные сообщения о системных параметрах. Система может реализовать номер опции службы, соответствующий набору параметров и протоколов, причем номер опции службы предоставляется в служебном сообщении. В качестве альтернативы, система может предоставлять набор битов или флагов для того, чтобы обозначить различные выбранные опции протоколов. Затем приемник определяет опции протоколов для корректного декодирования широковещательного сеанса.
Широковещательный канал является физическим каналом, предназначенным для передачи широковещательного трафика. Существует несколько возможных форматов физического уровня, которые могут быть использованы для данного широковещательного канала, и, следовательно, приемники мобильных станций требуют информацию об этих параметрах для того, чтобы успешно декодировать физическую передачу широковещательного канала. Более точно, каждый широковещательный канал, канал HSBS, имеет в системе уникальный идентификатор. Дополнительно, каждому каналу HSBS БС присваивает эталонный идентификатор широковещательной службы, причем базовая станция устанавливает данное поле соответственно текущему сеансу широковещательной службы. Затем широковещательная служба передает информацию для каждого канала HSBS, которая включает в себя: идентификатор широковещательного канала и эталонный идентификатор широковещательной службы. Более того, широковещательный канал может включать в себя различные комбинации протоколов вышерасположенных уровней, исходя из типа распространяемого контента. Мобильный приемник также требует информацию, относящуюся к этим протоколам вышерасположенных уровней для интерпретации широковещательных передач. Согласно одному варианту осуществления изобретения стек протоколов передается посредством способов внеполосной передачи, причем способ внеполосной передачи обозначает передачу информации через отдельный канал, отличный от широковещательного канала. При таком подходе описание стека протоколов вышерасположенных уровней не передается по широковещательному каналу или по каналу служебных системных параметров.
Как было обсуждено выше, опции службы определяют стек протоколов и процедуры, используемые для работы широковещательной службы. Совместимая с однонаправленной службой, широковещательная служба характеризуется опциями протоколов, общими для множества приемников широковещания. В иллюстративном варианте осуществления изобретения согласование опций протоколов для широковещательной службы между мобильной станцией и сетью не проводится. Опции являются предопределенными сетью и предоставляются мобильной станции. Так как широковещательная служба является однонаправленной службой, широковещательная служба не поддерживает запросы от мобильной станции. Скорее всего, концепция широковещательной службы подобна телевизионной передаче, в которой приемники настраиваются на широковещательный канал и получают доступ к широковещательной передаче, используя параметры, определяемые СК.
Для того чтобы избежать требования координирования между беспроводной сетью и СК, служба может использовать внеполосные каналы для передачи на мобильную станцию информации относительно опций протоколов, расположенных выше сетевого уровня IP. Фиг.15 показывает широковещательный поток согласно одному варианту осуществления изобретения. Горизонтальная ось представляет топологию системы, т.е. элементы инфраструктуры. Вертикальная ось представляет линию времени. В момент времени t1 МС осуществляет доступ к внеполосному каналу через БС. Необходимо заметить, что МС может получить доступ в сеть путем выбора опции службы пакетной передачи данных, например, используя опцию выделенного канала пакетной передачи данных, обозначенную SO 33. Преимущественно МС выбирает опцию канала пакетной передачи данных для установления сеанса с СК по потоковому протоколу реального времени (RTSP). МС запрашивает описание приложения и транспортных протоколов, применяемых для широковещательного потока от СК в момент времени t3. Необходимо заметить, что в дополнение к использованию RTSP для запроса описания приложения и транспортных протоколов также может быть использован протокол инициирования сеанса (SIP). Описание передается посредством протокола описания сеанса (SDP) в момент времени t4. Передача протокола может быть выполнена в то время, когда пользователь осуществляет доступ к широковещательной службе. Необходимо заметить, что RTSP и SDP являются стандартизованными подходами для установления однонаправленной потоковой службы в рамках проблемной группы проектирования Internet (IETF) и в рамках 3GPP2. Мобильная станция также может использовать службу пакетной передачи данных для запроса PDSN на идентификацию протокола сжатия заголовков широковещательной службы и передачу всей информации инициализации сжатия на мобильную станцию в момент времени t2. В одном варианте осуществления изобретения протокол управления протокола Интернет (IPCP) применяется для обмена с мобильной станцией информацией о сжатии заголовков. Аналогично, тот же самый механизм может быть расширен для предоставления информации о широковещательном потоке.
При изменении опций протокола широковещательной службы мобильной станции требуется извещение. Один вариант осуществления изобретения применяет индекс параметров безопасности (SPI) для индикации того, когда опции проколов могут быть изменены. Если опции протоколов изменились в результате использования в системе другого СК, или эстафетной передачи обслуживания мобильной станции в другую систему, SPI изменится автоматически, поскольку изменился IP-адрес СК. Более того, если СК не изменился, а тот же СК используется с другими опциями протоколов, то СК получит запрос на изменение SPI для индикации произошедшей смены параметров. Когда мобильная станция обнаружит новый SPI, она получит новое описание протокола путем вызова службы пакетной передачи данных и контакта с PDSN и СК, чей IP-адрес содержится в SPI.
В одном варианте осуществления изобретения подход SPI использует несколько критериев. Во-первых, одиночный СК использует одни те же опции протоколов для последовательных потоковых сеансов, либо СК модифицирует SPI, если изменяются опции протоколов. Во-вторых, PDSN не меняет алгоритм или параметры сжатия заголовков между потоковыми сеансами с одинаковым SPI.
Изменение опций протоколов в данной системе вынуждает множество мобильных станций установить вызов службы пакетной передачи данных для получения обновленных описаний протоколов. Должны быть введены рандомизированные задержки вызовов для предотвращения перегрузки системы источниками таких вызовов. Серверы контента могут вводить некоторую задержку между моментом изменения SPI и началом потока контента для того, чтобы дать возможность всем пользователям получить опции протоколов.
Напротив, протоколы широковещательного канала и параметры могут быть переданы на мобильную станцию. В альтернативном варианте осуществления изобретения, номер опции службы (SO) присваивается каждому набору широковещательных протоколов и параметров, причем номер SO передается на множество приемников. В результате этого, информация о параметрах передается на множество приемников напрямую в виде множества кодированных полей. Упомянутый выше способ идентификации широковещательных протоколов и параметров при помощи номера SO, включает в себя сообщение о параметрах широковещательной службы (BSPM). Данное BSPM представляет собой служебное сообщение, специфическое для данной широковещательной службы. Мобильные станции, желающие принять службу HSBS, должны отслеживать BSPM. BSPM непрерывно передается периодически в каждом секторе, в котором имеется один или несколько сконфигурированных широковещательных каналов.
Формат BSPM в соответствии с иллюстративным вариантом осуществления изобретения представлен на Фиг.16. Различные параметры, присутствующие в сообщении, сведены в список вместе с количеством битов, отведенных для каждого в сообщении. Индекс смещения псевдошумовой (ПШ, PN) последовательности пилот-сигнала обозначен как PILOT_PN. БС устанавливает в поле PILOT_PN смещение ПШ последовательности пилот-сигнала для соответствующей базовой станции в единицах 64 ПШ чипов (символов псевдошумовой последовательности). BSPM_MSG_SEQ соответствует номеру последовательности сообщения параметров широковещательной службы. Если с момента последней передачи BSPM изменяется любой из параметров, идентифицированных в текущем BSPM, то БС увеличивает на единицу BSSPM_CONFIG_SEQ. HSBS_REG_USED является индикатором использования регистрации широковещательной службы. Поле указывает частоты, используемые для поискового вызова МС абонента широковещательной службы. HSBS_REG_TIME представляет собой значение времени регистрации широковещательной службы. Если поле HSBS_REG_TIME установлено в '0', то базовая станция игнорирует это поле. В противном случае, базовая станция включает это поле со значением, задаваемым следующим образом: БС заносит в это поле значение длительности регистрации для каналов широковещательной службы; или базовая станция устанавливает это поле в '00000', если от МС требуется регистрировать канал HSBS каждый раз, когда она начинает отслеживать канал HSBS.
Продолжая по Фиг.16, NUM_FBSCH является количеством прямых дополнительных широковещательных каналов. БС заносит в это поле количество прямых дополнительных широковещательных каналов, передаваемых соответствующей БС. NUM_BSCH_SESSION является количеством сеансов широковещательной службы. БС заносит в это поле количество сеансов широковещательной службы, передаваемых соответствующей БС. NUM_LPM_ENTRIES является количеством отображений логических каналов в физические каналы. БС заносит в это поле количество передаваемых в данном сообщении отображений логических каналов, т.е. сеансов широковещательной службы, в физический канал, т.е. прямой дополнительный широковещательный канал. БС устанавливает идентификатор прямого дополнительного широковещательного канала, FBSCH_ID, в соответствии с прямым дополнительным широковещательном каналом. Если поле CDMA_FREQ присутствует в данной записи, то базовая станция должна установить бит индикатора частоты включения, FREQ_INCL, в '1'; в противном случае базовая станция устанавливает этот бит в '0'.
FBSCH_CDMA_FREQ является частотой, присвоенной прямому дополнительному широковещательному каналу. Если FREQ_INCL установлено в '0', то базовая станция игнорирует это поле; в противном случае, базовая станция задает это поле следующим образом: БС заносит в это поле значение номера канала CDMA, соответствующего присвоению частоты CDMA для канала CDMA, содержащего прямой дополнительный широковещательный канал.
FBSCH_CODE_CHAN является индексом кода канала прямого дополнительного широковещательного канала, причем базовая станция заносит в это поле значение индекса кода канала, который мобильная станция должна использовать в прямом дополнительном широковещательном канале. FBSCH_RC является конфигурацией радиоканала прямого дополнительного широковещательного канала, причем БС заносит в это поле конфигурацию радиоканала, которая должна быть использована мобильной станцией в прямом дополнительном широковещательном канале.
FBSCH_RATE является скоростью передачи данных в прямом дополнительном широковещательном канале, причем базовая станция заносит в это поле скорость передачи данных, используемую в прямом дополнительном широковещательном канале. FBSCH_FRAME_SIZE представляет собой размер кадра прямого дополнительного широковещательного канала, причем базовая станция заносит в это поле размер кадра в прямом дополнительном широковещательном канале. FBSCH_FRAME_REPEAT_IND является индикатором повторения кадров прямого дополнительного широковещательного канала, причем если в прямом дополнительном широковещательном канале используется повтор кадров, то базовая станция устанавливает это поле в '1', в противном случае, базовая станция устанавливает это поле в '0'.
FBSCH_SHO_SUPPORTED является индикатором поддержки мягкой эстафетной передачи обслуживания для прямого дополнительного широковещательного канала, причем, если базовая станция поддерживает мягкую эстафетную передачу обслуживания для прямого дополнительного широковещательного канала с одним или более ее соседями, то базовая станция устанавливает это поле в '1', в противном случае, базовая станция устанавливает это поле в '0'.
NUM_NGHBR является количеством соседей, поддерживающих мягкую эстафетную передачу обслуживания для прямого дополнительного широковещательного канала. Если поле FBSCH_SHO_SUPPORTED установлено в '1', тогда базовая станция заносит в это поле количество соседей, поддерживающих мягкую эстафетную передачу обслуживания для данного прямого дополнительного широковещательного канала. NGHBR_PN является индексом смещения ПШ последовательности пилот-сигнала соседа. Базовая станция заносит в это поле индекс смещения ПШ последовательности пилот-сигнала данного соседа в единицах 64 ПШ чипов. NGHBR_FBSCH_CODE_CHAN_INCL является индикатором включения индекса кода прямого дополнительного широковещательного канала пилот-сигнала соседа. Если индекс кода прямого дополнительного широковещательного канала пилот-сигнала соседа включен в данное сообщение, то базовая станция устанавливает это поле в '1', в противном случае, базовая станция устанавливает это поле в '0'. NGHBR_FBSCH_CODE_CHAN является индексом кода прямого дополнительного широковещательного канала пилот-сигнала соседа. Если NGHBR_FBSCH_CODE_CHAN_INCL установлен в '0', то БС игнорирует это поле, в противном случае, базовая станция заносит в это поле индекс кода канала, который мобильная станция должна использовать в данном прямом дополнительном широковещательном канале с данным соседом.
HSBS_ID является идентификатором сеанса широковещательной службы, причем базовая станция заносит в это поле идентификатор, соответствующий сеансу широковещательной службы. BSR_ID является эталонным индикатором широковещательной службы, причем базовая станция заносит в это поле эталонный идентификатор широковещательной службы, соответствующий данному сеансу широковещательной службы. HSBS_ID является идентификатором сеанса широковещательной службы, причем БС заносит в это поле идентификатор, соответствующий сеансу широковещательной службы.
FBSCH_ID является идентификатором прямого дополнительного широковещательного канала, причем базовая станция заносит в это поле идентификатор, соответствующий прямому дополнительному широковещательному каналу, по которому передается вышеупомянутый сеанс широковещательной службы.
Опции протоколов, возможно требующие согласования между передатчиком и приемником, выбираются и определяются в описании опций службы. МС использует номер SO, посланный в BSPM, для определения опций протоколов широковещательной службы. В отличие от службы однонаправленной пакетной передачи данных, в которой SO определяет протоколы до сетевого уровня IP, широковещательная служба определяет протоколы до прикладного уровня. Уровень безопасности использует алгоритмы шифрования и аутентификации, передаваемые во время установления защищенного соединения, например, при помощи внеполосных средств.
В иллюстративном варианте осуществления изобретения транспортный уровень задается в SO как прикладной транспортный протокол, такой как RTP, и может быть не определен однозначно как полезная нагрузка пакетов UDP. SO также задает номер порта UDP для полезной нагрузки RTP, для того, чтобы отличить ее от других типов трафика UDP, которые могут быть посланы по широковещательному каналу.
Прикладной уровень, также определенный в SO в виде множества аудио- и видеокодеков (например, MPEG-4 и усовершенствованный кодек с переменной скоростью (EVRC)), не имеет статических типов полезной нагрузки RTP, которые легко идентифицируются мобильной станцией. В однонаправленных широковещательных приложениях типы полезной нагрузки RTP для этих кодеков должны быть назначены динамически при согласовании во время установления вызова (например, используя SIP, RTSP и т.д.) Поскольку в широковещательных службах стремятся избежать таких согласований, декодеры мультимедиа заранее выбираются при помощи SO. Более того, поскольку аудио- и видеоданные могут передаваться в отдельных пакетах RTP, желательно определить типы полезной нагрузки RTP, подлежащие использованию каждым потоком мультимедиа.
В иллюстративном варианте осуществления изобретения отображение логического канала в физический канал определяет канал HSBS (HSBS_ID/BSR_ID), переносимый в составе соответствующего канала F-BSCH (FBSCH_ID). Набор {HSBS_ID, BSR_ID, FBSCH_ID} полностью определяет (для МС), где можно найти и принять данную широковещательную службу. Как таковая, информация об отображении логического канала в физический канал передается через эфир на станции МС таким образом, что МС, желающая получить доступ к данному каналу HSBS, может определить канал F-BSCH для мониторинга. Таким образом, на мобильную станцию через эфирный интерфейс передается следующая информация: параметры физического широковещательного канала; параметры логического широковещательного канала; отображение логического канала в физический; и одна опция для сигнализации того, что эти параметры широковещательной службы определяют новое служебное сообщение в cdma2000, которое является специфическим по отношению к широковещательной службе.
Альтернативный вариант осуществления изобретения использует BSPM, причем индивидуальные параметры передаются в блоке битов, называемом BLOB, который содержит выбираемые программные опции. В отличие от использования номера SO для идентификации набора параметров, когда опции протоколов на прикладном уровне часто изменяются, требуя переопределения, BLOB позволяет выполнять изменения на прикладном уровне без переопределения всего набора параметров. В частности, BLOB допускает переопределение единичного параметра без изменения всего набора параметров. Если широковещательная служба должна поддерживать множество различных опций протоколов, то проблема определения множества различных опций службы в предыдущем разделе может быть смягчена определением BLOB широковещательной службы. BLOB посылается как часть BSPM и определяет опции протоколов, используемые для широковещательной службы. Фиг.17 иллюстрирует стек протоколов и применение BLOB. Использование BLOB обеспечивает преимущество, заключающееся в том, что мобильная станция использует BSPM для идентификации стека протоколов, и, следовательно, не требуются другие внеполосные каналы для передачи этой информации. Дополнительно, мобильная станция может немедленно определить возможность получения доступа и декодирования широковещательного потока, без регистрации для службы.
Недостатком использования описаний SO и/или BLOB является использование беспроводной инфраструктуры для координации протоколов, используемых выше сетевого уровня IP. Протоколы, используемые СК и PDSN, должны соответствовать протоколам, определенным в BLOB, посылаемом на мобильную станцию.
Одно средство обеспечения координации состоит в том, что широковещание, например, футбольный матч в данный день, то СК определяет параметры и протоколы, подлежащие использованию при передаче, из набора предварительно стандартизованных опций.
В одном варианте осуществления изобретения, номер SO соответствует фиксированному набору протоколов и параметров, причем соответствие известно на СК и на МС. Предварительное знание соответствия исключает потребность в передаче информации, и, таким образом, сокращает объем передаваемых служебных сообщений, т.е. сохраняет пропускную способность. Соответствия хранятся в МС и, следовательно, не могут легко меняться или обновляться. Если СК должен использовать комбинацию параметров, которая не была предварительно стандартизована в виде номера SO, то организация стандартов должна определить новый профиль параметров перед тем, как эта комбинация параметров может быть использована для широковещательной передачи.
На Фиг.20 представлено использование BLOB информации, причем широковещательному сеансу присвоен набор параметров. Каждый параметр может представлять собой одну или множество опций. Передача параметров обеспечивает определенную гибкость по сравнению с использованием фиксированных наборов параметров, ассоциированных с номером SO. СК может выбрать одну из доступных опций и передать информацию на МС. Как показано, ПОЛЕ 2 в BLOB может быть задано как любая из опций: от ОПЦИИ 1 до ОПЦИИ К, причем каждое поле в BLOB может иметь различное количество доступных опций.
Альтернативный вариант осуществления изобретения предоставляет широковещательные протоколы и параметры при помощи широковещания, например, футбольный матч в данный день, то СК определяет параметры и протоколы, подлежащие использованию при передаче, из набора предварительно стандартизованных опций.
В одном варианте осуществления изобретения, номер SO соответствует фиксированному набору протоколов и параметров, причем соответствие известно на СК и на МС. Априорное знание соответствия исключает потребность в передаче информации, и, таким образом, сокращает объем передаваемых служебных сообщений, т.е. сохраняет пропускную способность. Соответствия хранятся в МС и, следовательно, не могут легко меняться или обновляться. Если СК должен использовать комбинацию параметров, которая не была предварительно стандартизована в виде номера SO, то организация стандартов должна определить новый профиль параметров перед тем, как эта комбинация параметров может быть использована для широковещательной передачи.
На Фиг.20 представлено использование BLOB информации, причем широковещательному сеансу присвоен набор параметров. Каждый параметр может представлять собой одну или множество опций. Передача параметров обеспечивает определенную гибкость по сравнению с использованием фиксированных наборов параметров, ассоциированных с номером SO. СК может выбрать одну из доступных опций и передать информацию на МС. Как показано, ПОЛЕ 2 в BLOB может быть задано как любая из опций: от ОПЦИИ 1 до ОПЦИИ К, причем каждое поле в BLOB может иметь различное количество доступных опций.
Альтернативный вариант осуществления изобретения предоставляет широковещательные протоколы и параметры при помощи внеполосной сигнализации в широковещательном потоке. В настоящем обсуждении "внеполосный" обозначает отдельный канал, используемый для передачи служебной информации. Отдельный канал может быть каналом с другой частотой или каналом с расширенным спектром, таким как канал, определенный другим кодом Уолша. Система предоставляет абоненту параметры широковещательной передачи и информацию о протоколах, когда абонент инициирует вызов для передачи пакетных данных. Абонент или МС сначала запрашивает у PDSN информацию о сжатии заголовков. Используя информацию, принятую от PDSN, МС получает возможность принимать широковещательную служебную информацию. МС связывается с СК при помощи протокола типа IP, например, RTSP или SIP, для того чтобы получить описание транспортного и прикладного уровней. МС использует эту информацию для приема, декодирования и обработки широковещательного сеанса.
На Фиг.21 показаны различные каналы, используемые для передачи различной информации в широковещательной системе. Как показано, система 3000 включает в себя СК 3002 и МС 3004, сообщающиеся посредством широковещательного канала 3010, канала 3012 служебной информации и канала 3014 трафика. Контент широковещания данного широковещательного сеанса передается по широковещательному каналу 3010, который может представлять собой уникальную назначенную частоту или уникальный назначенный канал Уолша. Передача сообщения BSPM производится по каналу 3012 служебной информации. Канал 3014 трафика используется для передачи внеполосной сигнализации, такой как обмен данными между СК и МС, и обмен данными между PDSN (не показана) и МС.
МС имеет возможность связаться с СК и PDSN непосредственно, используя опцию внеполосной сигнализации поверх службы пакетной передачи данных. Внеполосный обмен данными позволяет СК обновлять информацию без передачи через БС, так как внеполосный обмен данными установлен непосредственно между МС и СК или МС и PDSN. Необходимо заметить, что при использовании службы пакетной передачи данных в качестве внеполосного средства, обмен данными между МС и СК все-таки происходит через БС. Однако для БС не требуется знать полезную нагрузку, и, таким образом отсутствует потребность в координации протоколов СК и БС.
Для избежания недостатков способов внеполосной передачи протоколов и параметров на приемники, описание SDP от СК должно быть мультиплексировано в широковещательный поток. Это позволяет мобильной станции определить опции протоколов используемые СК, без настойки вызова пакетной передачи данных.
Описание SDP посылается с той же частотой, что и краткосрочный ключ шифрования (SK) в широковещательном потоке. Частота посылок этих обновлений лимитируется размером полосы пропускания, доступной для таких обновлений. Например, если описание SDP имеет размер 300 байтов и посылается каждые три секунды, требуемая полоса пропускания составляет 800 бит/с в секунду. Необходимо заметить, что поскольку источником описания SDP является сервер контента, сервер контента может улучшить качество мультимедиа при помощи мультиплексирования сообщений SDP в широковещательный поток, когда полоса пропускания мультимедиа достаточно мала для того, чтобы позволить это. В результате информация SDP может быть адаптивно основана на состоянии полосы пропускания. Таким образом, если состояние канала и/или нагрузки на полосу пропускания системы изменяются, то частота передачи SDP может также измениться. Аналогично, возможно изменение размера SDP путем настройки информации, содержащейся в нем, ориентируясь на данную систему.
Описание SDP обычно передается в сообщениях RTSP, протокола извещения о службе (SAP) или SIP. Для того, чтобы избежать служебной информации этих протоколов, рекомендуется, чтобы описание SDP транспортировалось непосредственно поверх UDP при помощи идентификации широко известного номера порта UDP для передачи сообщения SDP. Этот номер порта не должен использоваться для передачи RTP или других типов трафика UDP, передаваемых по широковещательному каналу. Контрольная сумма UDP обеспечивает обнаружение ошибок для полезной нагрузки SDP.
Согласно одному варианту осуществления изобретения, приведенному на Фиг.22, система предоставляет широковещательные протоколы и параметры посредством внутриполосной сигнализации в широковещательном потоке. Широковещательный поток 4000 содержит контент широковещания и передается по широковещательному каналу, такому как широковещательный канал 3010 по Фиг.21. SDP 4002 вставлено в широковещательный поток 4000.
На Фиг.23 приведен способ 5000 предоставления параметров широковещательной службы и информации о протоколе с использованием внутриполосного способа, причем служебная информация предоставляется вместе с контентом широковещания в широковещательном канале. Термин "внутриполосный" обозначает, что служебная информация предоставляется в том же канале, что и в качестве альтернативы, может быть использована для восстановления доступа к предыдущему широковещательному сеансу. Фиг.24 иллюстрирует блок памяти 6000, который хранит SPI и SDP, соответствующие каждому широковещательному сеансу, к которому был осуществлен доступ. Служебная информация, соответствующая текущему широковещательному сеансу, сохраняется в памяти 6000, причем сохраненная информация является последней принятой информацией. В одном из вариантов осуществления изобретения блок памяти 6000 является памятью типа "первый пришел - первым обслужен" (FIFO). В альтернативном варианте осуществления изобретения используется кэш-память. В другом варианте осуществления изобретения информация, относящаяся к сеансам, к которым был осуществлен доступ, сохраняется в таблице соответствий (LUT).
В вариантах осуществления изобретения, использующих механизмы, такие как кэш-память и/или LUT, MC использует простой алгоритм с меткой времени для поддержания в памяти только одной копии самых последних конфигураций SPI-SDP. Для каждой пары SPI-SDP MC поддерживает временную метку о моменте последнего приема MC описания. Если MC обнаруживает SPI, который уже присутствует в памяти, она использует сохраненную конфигурацию и обновляет метку времени на текущее время. Если обнаруженный SPI отсутствует в памяти MC, то MC заменяет самую старую запись SPI-SDP в ее памяти на вновь обнаруженную пару SPI-SDP. После этого MC использует новую конфигурацию для декодирования широковещательного потока.
В качестве альтернативы, может быть использована для восстановления доступа к предыдущему широковещательному сеансу. Фиг.24 иллюстрирует блок памяти 6000, который хранит SPI и SDP, соответствующие каждому широковещательному сеансу, к которому был осуществлен доступ. Служебная информация, соответствующая текущему широковещательному сеансу, сохраняется в памяти 6000, причем сохраненная информация является последней принятой информацией. В одном из вариантов осуществления изобретения блок памяти 6000 является памятью типа "первый пришел - первым обслужен" (FIFO). В альтернативном варианте осуществления изобретения используется кэш-память. В другом варианте осуществления изобретения информация, относящаяся к сеансам, к которым был осуществлен доступ, сохраняется в таблице соответствий (LUT).
В вариантах осуществления изобретения, использующих механизмы, такие как кэш-память и/или LUT, МС использует простой алгоритм с меткой времени для поддержания в памяти только одной копии самых последних конфигураций SPI-SDP. Для каждой пары SPI-SDP МС поддерживает временную метку о моменте последнего приема МС описания. Если МС обнаруживает SPI, который уже присутствует в памяти, она использует сохраненную конфигурацию и обновляет метку времени на текущее время. Если обнаруженный SPI отсутствует в памяти МС, то МС заменяет самую старую запись SPI-SDP в ее памяти на вновь обнаруженную пару SPI-SDP. После этого МС использует новую конфигурацию для декодирования широковещательного потока.
Поток сообщений
Фиг.5 иллюстрирует потоки при вызове для осуществления доступа к широковещательному сеансу в иллюстративном варианте осуществления изобретения для данной топологии системы. Система включает в себя МС, БС, PDSN, и СК, как это показано на горизонтальной оси. Вертикальная ось представляет время. Пользователь или МС является абонентом службы HSBS. В момент времени t1 МС и СК согласовывают безопасность подписки для широковещательной службы. Согласование включает в себя обмен и поддержку ключей дешифрования и т.п., используемых для приема контента широковещания по широковещательному каналу. Пользователь устанавливает защищенное соединение с СК при приеме информации о шифровании. Информация о шифровании может включать в себя ключ доступа к широковещательной передаче (BAK) или комбинацию ключей и т.п. от СК. Согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения, СК предоставляет информацию о шифровании по выделенному каналу в течение сеанса пакетной передачи данных, например, посредством протокола двухточечной связи (PPP), WAP или других внеполосных способов.
В момент времени t2 МС настраивается на широковещательный канал и начинает принимать пакеты. В этот момент времени МС может обрабатывать принимаемые пакеты, поскольку заголовок IP/ESP сжат при помощи технологии устойчивого сжатия заголовков (ROHC), а декомпрессор МС еще не инициализирован, при этом ESP представляет собой инкапсуляцию полезной нагрузки IP-пакета в целях защиты. PDSN предоставляет информацию о сжатии заголовков (детально описанную ниже) в момент времени t3. Из заголовка пакета ROHC МС обнаруживает и извлекает пакет инициализации и обновления (IR) ROHC, передаваемый периодически из PDSN в широковещательный канал. Пакет IR ROHC используется для инициализации состояния декомпрессора в МС, позволяя ей выполнить декомпрессию заголовков IP/ESP принимаемых пакетов. Затем МС получает возможность обрабатывать заголовки IP/ESP принимаемых пакетов, однако МС требует дополнительной информации для обработки полезной нагрузки ESP, т.к. полезная нагрузка зашифрована краткосрочным ключом (SK) на СК. SK действует согласованно с BAK, причем SK дешифруется в приемнике с использованием BAK. СК предоставляет дополнительную информацию о шифровании, такую как информация об обновлении ключа или текущем SK, в момент времени t4. Необходимо заметить, что СК предоставляет эту информацию на МС периодически для гарантии постоянной защиты широковещательной передачи. В момент времени t5 МС принимает контент широковещания от СК. Необходимо заметить, что альтернативные варианты осуществления изобретения могут включать в себя альтернативные способы сжатия и декомпрессии, которые обеспечивают эффективную передачу информации заголовка. Кроме того, альтернативные варианты осуществления изобретения могут реализовывать множество схем безопасности для защиты контента широковещания. Другие альтернативные варианты осуществления изобретения могут обеспечивать незащищенную широковещательную службу. МС использует информацию о шифровании, такую как SK, для дешифрования и отображения контента широковещания.
Сжатие
Согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения, контент широковещания передается по выделенному широковещательному каналу. Транспортный уровень предоставляет служебную информацию о шифровании для передачи контента широковещания в виде IP-пакетов. Система поддерживает сжатие данных и, в частности, сжатие заголовков. Решение о сжатии данных зависит от требуемой средней пропускной способности (которая включает в себя служебную информацию о транспортировке/шифровании, служебную информацию канального уровня и служебную информацию физического уровня) и восприятия пользователем качества широковещательной передачи. Передача большего объема контента широковещания в каждом IP-пакете сокращает объем служебной информации и, таким образом, сокращает полосу пропускания широковещательного канала. Напротив, сжатие увеличивает частоту ошибок по пакетам (PER), что влияет на восприятие пользователя. Это происходит благодаря тому, что для передачи каждого длинного IP-пакета объединяется множество кадров физического уровня и, таким образом, ассоциируется с увеличением частоты ошибок по кадрам (FER). Если оператор связи решает использовать небольшие IP-пакеты для улучшения качества широковещательной передачи, то оператор связи может выбрать сжатие заголовков для уменьшения объема служебной информации о транспортировке и шифровании IP-пакета.
Протоколы RTP/UDP/IP используются для транспортировки контента широковещания от СК к МС, и контент является защищенным в режиме транспортировки при помощи ESP. Транспортная служебная информация представляет собой заголовок RTP/UDP/IP и содержит 40 байт на IP-пакет данных. Служебная информация о шифровании находится в форме заголовка ESP, вектора инициализации (IV) и хвостовой части ESP. Заголовок ESP и IV расположены между заголовком IP и заголовком UDP. Заголовок ESP состоит из SPI (4 байта) и номера последовательности (4 байта). Длина IV является специфической для используемого алгоритма шифрования. Для алгоритма шифрования AES длина IV составляет 16 байт. Хвостовая часть ESP находится в конце датаграммы UDP и состоит из элемента заполнения незначащей информацией, следующего заголовка (1 байт) и длины элемента заполнения незначащей информацией (1 байт). Так как размер блока шифрования в алгоритме AES равен 16 байт, размер элемента заполнения незначащей информацией находится в пределах от 0 до 15 байт. Значение функции наименьшего целого, превосходящего средний размер элемента заполнения незначащей информацией, составляет 8 байт. Для IP-пакета общая служебная информация, относящаяся к транспортировке и шифрованию, находится в пределах от 66 до 81 байта со средним значением 74 байта, не включая служебную информацию канального уровня от PDSN к МС.
Сжатие заголовков, такое как устойчивое сжатие заголовков (ROHC), может быть использовано для уменьшения заголовка IP и поля SPI заголовка ESP от 24 байтов до 2 байтов. Номер последовательности из заголовка ESP не сжимается, т.к. он используется для формирования последовательности сжатых пакетов. IV не сжимается, т.к. он изменяется случайным образом для каждого пакета. Заголовок UDP/RTP и хвостовая часть ESP не могут быть сжаты, т.к. они зашифрованы. Таким образом, если ROHC используется для сжатия заголовка IP/ESP, то средний объем служебной информации, относящейся к транспортировке и шифрованию, уменьшается от 74 байтов до 52 байтов на IP-пакет.
Согласно иллюстративному варианту осуществления изобретения сжатие заголовков, такое как устойчивое сжатие заголовков (ROHC) применяется для того, чтобы избежать распространения ошибок декомпрессии. Как показано на Фиг.7 информация заголовка сжимается от 24 байт до 2 байт. Заголовок 500 включает в себя заголовок 502 IP и часть 504 SPI. Алгоритм сжатия в результате сжатия дает 2-байтный результат. В отличие от обычного сжатия заголовков, где требуются некоторые виды согласования между МС и PDSN или другим элементом инфраструктуры, иллюстративный вариант осуществления изобретения обеспечивает однонаправленную передачу информации о сжатии. МС не требуется запрашивать информацию о сжатии, т.е. параметры сжатия заголовка, необходимые для декомпрессии принимаемой информации в МС. Напротив, PDSN периодически предоставляет информацию о сжатии, как показано на Фиг.8. Напротив, PDSN предоставляет информацию о сжатии, в широковещательном канале, помещенную в контент широковещания. Предоставление управляющей информации в потоки данных именуется "внутриполосным", т.к. не требуется отдельный канал. Как показано, широковещательный поток 600 включает в себя части 604 контента широковещания и информацию о декомпрессии, т.е. информацию о сжатии, 602. Информация о декомпрессии предоставляется с периодом ТDECOMPRESSION. Альтернативные варианты осуществления изобретения могут предоставлять информацию о декомпрессии при появлении заранее определенного события, а не периодически. Так как МС не запрашивает информацию о декомпрессии, PDSN предоставляет информацию с частотой, которая предотвращает задержки при доступе к контенту широковещания. Другими словами, PDSN должна предоставлять информацию настолько часто, чтобы МС могла осуществлять доступ к широковещательной передаче в любой момент времени без ожидания информации о декомпрессии.
Необходимо отметить, что ROHC может работать в однонаправленном режиме, в котором пакеты посылаются только в одном направлении: от компрессора к декомпрессору. Таким образом, этот режим делает ROHC полезным для линий связи, где обратная трасса от декомпрессора к компрессору недоступна или нежелательна. Перед тем, как МС сможет провести декомпрессию пакетов, принятых по широковещательному каналу, инициализируется состояние декомпрессора. Для этой цели используется пакет инициализации и обновления (IR). Существуют две альтернативы инициализации для ROHC.
Абонент "настраивается" на широковещательный канал и ожидает пакеты IR ROHC, периодически посылаемые компрессором ROHC в PDSN. Частые пакеты IR ROHC могут быть необходимы для МС для быстрого начала декомпрессии принимаемых пакетов. Частые пакеты IR ROHC могут использовать значительную часть полосы пропускания широковещательного канала. Пакет IR составляет около 30 байтов для профиля сжатия IP/ESP. Если пакет IR посылается раз в 250 мс, то данный процесс требует около 1 кбит/с в широковещательном канале. Потеря пакетов IR при эфирной передаче приводит к дополнительной задержке МС для получения инициализации ROHC.
Если декомпрессия происходит несинхронизованно вследствие потери пакетов или остаточных ошибок в принимаемых сжатых заголовках, или сбоев и т.д., результирующие ошибки декомпрессии могут распространяться до тех пор, пока декомпрессия повторно не синхронизируется или повторно не инициализируется. Заголовок, сжатый ROCH, содержит циклический избыточный код (CRC), который вычисляется по всему заголовку перед сжатием. CRC позволяет при декомпрессии производить локальные контекстные восстановления, что приводит контекст в состояние синхронизации (в случаях потери пакета или остаточной ошибки). Когда декомпрессия восстанавливается после сбоя, периодические пакеты IR эффективно повторно инициализируют процесс декомпрессии.
Транспортный уровень
Протокол формирования кадров канального уровня или протокол транспортного уровня применяются между PDSN и МС для выделения принимаемых пакетов из широковещательного канала. По Фиг.3 между PDSN и МС предоставляется информация на транспортном уровне, обозначенном как LINK_LAYER. Информация о кадрах генерируется PDSN и предоставляется МС через БС. PDSN принимает IP-потоки от СК и разбивает IP-потоки на кадры, согласно предопределенному протоколу формирования кадров. Как показано в иллюстративном варианте осуществления изобретения, PDSN применяет версию протокола формирования кадров Высокоуровневого протокола управления каналом (HDLC). HDLC, определенный стандартом ISO, соответствует Уровню 2 семиуровневой архитектуры по версии Международной Организации Стандартов (ISO), где Уровень 2 обозначается как Канальный Уровень. Протокол HDLC предназначен для обеспечения безошибочного перемещения данных между узлами сети. С этой целью уровень HDLC разработан для гарантии целостности данных, передаваемых на следующий уровень. Другими словами, протокол формирования кадров предназначен для воспроизводства принимаемых данных точно в том же виде, как при их начальной передаче, без ошибок, без потерь информации и в верном порядке.
Иллюстративный вариант осуществления изобретения применяет версию формирования кадров HDLC, в которой используется подмножество определенных в HDLC параметров. Фиг.9 показывает один вариант осуществления формирования кадров HDLC, где кадр 700 включает в себя множество полей, как это определено протоколом HDLC, описанным в RFC 1662. Поле 702 определяет ФЛАГ или индикацию начала кадра. ФЛАГ имеет определенную длину в битах и задан в виде предопределенной битовой последовательности. HDLC удобен в применении, поскольку HDLC является общедоступным стандартизованным протоколом. Одним недостатком полного протокола формирования кадров HDLC является время обработки, требуемое для генерации кадров в передатчике и извлечения кадров в приемнике.
В частности, протокол HDLC считается требующим интенсивной обработки, так как применяется дополнительная обработка, гарантирующая, что полезная нагрузка не включает в себя такую же последовательность битов, что и ФЛАГ. На передатчике, если в полезной нагрузке обнаруживается последовательность битов ФЛАГ, то в полезную нагрузку вставляется управляющий символ, для обозначения того, что ФЛАГ является частью полезной нагрузки, а не обозначает начало кадра. Процесс добавления управляющих символов соответствует "вставке" шестнадцатеричных символов 0х7Е и 0х7D в полезную нагрузку кадра. Ниже описан альтернативный способ, называемый "Эффективный Протокол Формирования Кадров", который требует менее интенсивной обработки, чем формирование кадров, подобное HDLC. Фиг.9 иллюстрирует опции при использовании формирования кадров HDLC для транспортировки кадров PPP. Для работы HSBS объем служебной информации формирования кадров, подобного HDLC, может быть уменьшен путем исключения полей, которые не используются, или имеют небольшое значение и/или предоставляют мало информации для однонаправленной широковещательной передачи. Как описано выше, ФЛАГ является предопределенной битовой последовательностью, служащей индикатором начала кадра HDLC. Иллюстративный вариант осуществления изобретения вставляет ФЛАГ или другой индикатор 802 начала кадра, в формате 800 показанном на Фиг.10. В отличие от формата на Фиг.9, в иллюстративном варианте осуществления изобретения конец кадра служебной информацией не обозначается. Так как поля адреса и управления в формате 700 имеют постоянные значения, они не включены в формат 800.
Продолжая по Фиг.10, поскольку поле 708 (Фиг.9) ПРОТОКОЛ предназначено для идентификации типа полезной нагрузки, такого как пакет протокола управления линией связи (LCP), пакет ROHC, пакет IP, и т.п., этот классификатор не требуется в широковещательных операциях, поскольку все пакеты в широковещательном канале принадлежат одному типу. Например, если для передачи пакетов используется сжатие ROHC, то все пакеты в широковещательном канале обрабатываются как пакеты ROHC. Типы пакетов ROHC, такие как пакеты IR, сжатые пакеты и т.п., различаются по полю ТИП ПАКЕТА в заголовке пакета ROHC. Поэтому поле ПРОТОКОЛ не включается в формат 800. Дополнительно формат 800 включает в себя поле 806 проверки ошибок после полезной нагрузки 804. Поле 806 проверки ошибок предоставляет информацию приемнику, которая позволяет приемнику проверять ошибки в принятой полезной нагрузке. Иллюстративный вариант осуществления изобретения включает в себя Контрольную Сумму Кадра (FCS), которая может иметь длину, равную нулю, 16 битам или 32 битам. Поскольку кадр HDLC может содержать множество кадров физического уровня в широковещательном канале, рекомендуется применять 16-битную FCS.
Процедура вставки октетов, определенная в RFC 1662, также применима в иллюстративном варианте осуществления изобретения, когда после вычисления FCS передатчик PDSN проверяет каждый байт в кадре HDLC (за исключением ФЛАГ) на предмет символов 0х7Е и 0х7D. Символ 0х7Е кодируется как 0х7D и 0х5Е, а символ 0х7D кодируется как 0х7D и 0х5D. Передатчик PDSN не кодирует любые другие символы. Это означает, что карта символов асинхронного управления (ACCM), определенная в RFC 1662, вся установлена в ноль.
Служебная информация формирования кадров HDLC составляет 3 байта плюс служебная информация вставки октетов. Исходя из того, что последовательность байтов распределена равномерно, в среднем служебная информация вставки октетов составляет один байт на 128 байтов кадра HDLC. Например, при полезной нагрузке 256 байтов, служебная информация формирования кадров HDLC составляет в среднем 5 байтов.
На Фиг.11 представлена блок-схема способа 900 формирования кадров, выполняемого передатчиком. Передатчик формирует широковещательный кадр на этапе 902 посредством определения части разбитых на пакеты данных, составляющей полезную нагрузку, и генерирования последовательности начала кадра (SOF). Затем передатчик проверяет кадр на предмет вхождения последовательности SOF в полезную нагрузку на этапе 904. Если в полезной нагрузке найдена последовательность SOF, то передатчик добавляет управляющий символ на этапе 912. В противном случае, передатчик добавляет SOF к полезной нагрузке на этапе 906 и обеспечивает механизм проверки ошибок на этапе 908. Кадр передается на этапе 910. Передаваемый кадр имеет формат 800 по Фиг.10. Альтернативные варианты осуществления изобретения могут использовать другие поля в формате формирования кадров и могут включать в себя любой вид классификаторов для определения положения последовательности SOF в полезной нагрузке.
На Фиг.12 представлена блок-схема способа 920 извлечения данных из кадров, выполняемого приемником. Процесс начинается с приема широковещательного кадра на этапе 922. На этапе 924 приемник идентифицирует SOF и проводит поиск управляющих символов в полезной нагрузке в точке 926 принятия решения. Если в полезной нагрузке присутствуют управляющие символы или другие идентификаторы последовательности SOF, то приемник удаляет управляющие символы на этапе 932. В противном случае, приемник выполняет проверку ошибок на этапе 928 и обрабатывает кадр на этапе 930.
Специалисты в данной области техники должны понимать, что информация и сигналы могут быть представлены при помощи любой из множества известных технологий и способов. Например, данные, инструкции, команды, информация, сигналы, биты, символы и чипы, которые могли упоминаться в вышеизложенном описании, могут быть представлены напряжениями, токами, электромагнитными волнами, магнитными полями или частицами, оптическими полями или частицами, или любой их комбинацией.
Специалисты в данной области техники также должны признать, что различные иллюстративные логические блоки, модули, схемы и этапы алгоритма, описанные в связи с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы как электронное аппаратное обеспечение, компьютерное программное обеспечение или их комбинация. С целью ясной иллюстрации такой взаимозаменяемости аппаратного обеспечения и программного обеспечения различные иллюстративные компоненты, блоки, модули, схемы и этапы были описаны выше в общих терминах, отражающих их функциональность. Будет ли эта функциональность реализована как аппаратное обеспечение или программное обеспечение, зависит от конкретного приложения и конструкционных ограничений, налагаемых на всю систему. Специалисты в данной области техники могу реализовать описанную функциональность различными способами в каждом конкретном приложении, но такие конструкторские решения не могут рассматриваться как выход за рамки от объема настоящего изобретения.
Различные иллюстративные логические блоки, модули и схемы, описанные в связи с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящем описании, могут быть реализованы или выполнены при помощи процессора общего назначения, цифрового сигнального процессора (DSP), специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемой вентильной матрицы (FPGA) или другого программируемого логического устройства, дискретных логических элементов или транзисторной логики, дискретных аппаратных компонентов или любой их комбинации, разработанной для выполнения функций, изложенных в настоящем описании. Процессор общего назначения может представлять собой микропроцессор, но, в качестве альтернативы, процессор может представлять собой любой обычный процессор, контроллер, микроконтроллер или конечный автомат. Процессор также может быть реализован как комбинация вычислительных устройств, например, комбинация DSP и микропроцессора, множество микропроцессоров один или более микропроцессоров в сочетании с ядром DSP, или любая подобная конфигурация.
Этапы способа или алгоритма, описанные в связи с вариантами осуществления изобретения, раскрытыми в настоящем описании, могут быть осуществлены непосредственно в виде аппаратного обеспечения, в виде программного модуля, выполняемого процессором, или их комбинации. Программный модуль может располагаться в ОЗУ, флэш-памяти, ПЗУ, стираемом ПЗУ (EPROM), электрически стираемом ПЗУ (EEPROM), регистрах, на жестком диске, на сменном диске, на ПЗУ на компакт-диске (CD-ROM) или на любых видах носителей информации, известных в данной области техники. Иллюстративный носитель информации связан с процессором таким образом, что процессор может считывать информацию с носителя информации и записывать информацию на носитель информации. В качестве альтернативы, носитель информации может быть интегрирован в процессор. Процессор и носитель информации могут быть расположены в ASIC. ASIC может быть расположена в пользовательском терминале. В качестве альтернативы, процессор и носитель информации могут быть расположены в пользовательском терминале в виде дискретных компонентов.
Предыдущее описание вариантов осуществления изобретения представлено для того, чтобы любой специалист в данной области техники имел возможность изготовить или применить настоящее изобретение. Для специалиста в данной области техники очевидны различные модификации данных вариантов осуществления изобретения, и общие принципы, определенные в настоящем описании, могут быть использованы в других вариантах осуществления, не отдаляясь от сущности или объема настоящего изобретения. Таким образом, не предполагается, что настоящее изобретение ограничено вариантами осуществления, изложенными в настоящем описании, но ему соответствует широкий объем, согласующийся с принципами и новыми отличительными признаками, раскрытым в настоящем описании.
Способ и устройство для обеспечения сообщения с параметрами широковещательной службы в беспроводной системе связи, поддерживающей широковещательную службу. В одном варианте осуществления изобретения сообщение идентифицирует номер опции службы, соответствующий набору параметров широковещательной передачи. В альтернативном варианте осуществления изобретения сообщение идентифицирует блок битов, соответствующий параметрам широковещательной передачи. Сообщение может передаваться по каналу для передачи служебной информации. Для системы, поддерживающей широковещательную службу, сообщение идентифицирует стек протоколов для обработки широковещательной службы, и сообщение идентифицирует стек протоколов для обработки контента широковещания. Техническим результатом является создание эффективного и точного способа передачи данных и предоставления пользователю информации, специфической для службы. 4 н. и 8 з.п. ф-лы, 24 ил.
| WO 00/36804 А, 22.06.2000 | |||
| СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ШИРОКОВЕЩАТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ | 1993 |
|
RU2149518C1 |
| Теплообменник | 1980 |
|
SU1024661A1 |
| US 6032197 А, 29.02.2000. | |||
