ES2770179T3 - Procedimiento y aparato para la transmisión de entramado con integridad en un sistema de comunicación inalámbrica - Google Patents

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Abstract

Un procedimiento para el entramado de paquetes en un sistema de transmisión inalámbrico que admite transmisiones de radiodifusión, el procedimiento que comprende: generar una pluralidad de paquetes de capa de IP de protocolo de Internet (2002) para la transmisión, en el que los paquetes de capa de IP (2002) son paquetes de longitud variable y se caracterizan por: formar una porción de carga útil de capa de integridad (2006), en el que la porción de carga útil de la capa de integridad (2006) comprende múltiples paquetes de capa de IP (2002); agregar un trailer (2008) a las porciones de carga útil de la capa de integridad (2006) para formar un paquete de capa de integridad, en el que el trailer (2008) está configurado para validar la integridad de los paquetes; empaquetar al menos un paquete de capa de integridad en un paquete de capa de empaquetado de longitud fija; y transmitir el paquete de capa de empaquetado de longitud fija a través de una capa física.

Description

DESCRIPCIÓN
Procedimiento y aparato para la transmisión de entramado con integridad en un sistema de comunicación inalámbrica ANTECEDENTES
Reivindicación de prioridad en virtud de 35 U.S.C. apartado 120
[0001] La presente solicitud de patente reivindica prioridad de la solicitud provisional de Estados Unidos n.° 60.279.970, presentada 60/279.970, presentada el 28 de marzo de 2001 y cedida al cesionario de la misma.
Referencia a solicitudes de patente en tramitación con la presente
[0002] La presente invención está relacionada con las siguientes solicitudes de patente en la Oficina de Patentes y Marcas de los Estados Unidos:
"Method and Apparatus for Security in a Data Processing System [Procedimiento y aparato para la seguridad en un sistema de procesamiento de datos]" de Philip Hawkes et
al., con expediente de abogado n.° 010497, presentada simultáneamente y cedida al cesionario de la misma;
"Method and Apparatus for Overhead Messaging in a Wireless Communication System [Procedimiento y aparato para la mensajería aérea en un sistema de comunicación inalámbrico]" de Nikolai Leung, con expediente de abogado n.° 010439, presentada simultáneamente y cedida al cesionario de la misma;
"Method and Apparatus for Out-of-Band Transmission of Broadcast Service Option in a Wireless Communication System [Procedimiento y aparato para la transmisión fuera de banda de la opción de servicio de radiodifusión en un sistema de comunicación inalámbrica]" de Nikolai Leung, con expediente de abogado n.° 010437, presentada simultáneamente y cedida al cesionario de la misma;
"Method and Apparatus for Broadcast Signaling in a Wireless Communication System [Procedimiento y aparato para la señalización de radiodifusión en un sistema de comunicación inalámbrica]" de Nikolai Leung, con expediente de abogado n.° 010438, presentada simultáneamente y cedida al cesionario de la misma;
“Method and Apparatus for Header Compression in a Wireless Communication System [Procedimiento y aparato para la compresión de la cabecera en un sistema de comunicación inalámbrica]” de Raymond Hsu, con expediente de abogado n.° 010500, presentada simultáneamente y cedida al cesionario de la misma; y
"Method and Apparatus for Data Transport in a Wireless Communication System [Procedimiento y aparato para el transporte de datos en un sistema de comunicación inalámbrico]" de Raymond Hsu, con expediente de abogado n.° 010499, presentada simultáneamente y cedida al cesionario de la misma.
Campo
[0003] La presente invención se refiere a sistemas de comunicación inalámbrica en general y, concretamente, a procedimientos y aparatos para la compresión de mensajes en preparación para la transmisión en un sistema de comunicación inalámbrica.
Antecedentes
[0004] Existe una creciente demanda de servicios de datos en paquetes sobre los sistemas de comunicación inalámbrica. Como los sistemas de comunicación inalámbricos tradicionales están diseñados para comunicaciones de voz, la extensión para admitir servicios de datos presenta muchos desafíos. La conservación del ancho de banda es una preocupación enorme para la mayoría de los diseñadores.
[0005] Los protocolos de transmisión y los procedimientos de preparación de datos utilizados en una comunicación bidireccional pueden no ser óptimos para un servicio unidireccional, tal como un servicio de radiodifusión, en el que la comunicación bidireccional requiere información no utilizada en la transmisión unidireccional. Por lo tanto, existe la necesidad de un procedimiento eficaz y exacto de transmisión unidireccional en un sistema de comunicación inalámbrica.
[0006] El documento US 5936965 A describe un proceso de segmentación y empaquetado de unidades de datos de protocolo de capa superior (HL-PDU) en unidades de datos de protocolo de multiplexación de bloque asíncrono (ABM-PDU). Los documentos EP 1024661 y US6172972 describen un proceso para formar paquetes de capa MPT que implica empaquetar un paquete MPT en uno o más paquetes MPT y luego agregar un campo CRC a uno de los paquetes MPT.
SUMARIO
[0007] Los modos de realización descritas en el presente documento abordan las necesidades indicadas anteriormente proporcionando un procedimiento para el entramado de paquetes de datos en un sistema de procesamiento de datos. Aspectos de la invención se exponen en las reivindicaciones independientes.
[0008] En un ejemplo, un procedimiento para el entramado de paquetes en un sistema de transmisión inalámbrico que admite transmisiones de radiodifusión incluye generar una porción de un paquete de protocolo de Internet (IP) para la transmisión, agregar un indicador de inicio de trama a la porción del paquete IP, aplicar un mecanismo de verificación de errores a la porción del paquete IP, preparar una trama para la transmisión, que tiene el indicador de inicio de trama, la porción del paquete IP y el mecanismo de verificación de errores, y transmitir la trama sin información de protocolo.
[0009] En otro ejemplo, una señal de comunicación transmitida a través de una onda portadora, que tiene una porción de carga útil correspondiente a al menos una porción de un paquete de protocolo de Internet (IP) de información digital, una porción de inicio de trama correspondiente a la porción de carga útil e identificar un estado de la porción de carga útil dentro de un paquete IP, y una porción de verificación de errores para verificar la porción de carga útil.
[0010] En otro ejemplo más, un procedimiento para recibir paquetes entramados en un sistema de transmisión inalámbrica que admite transmisiones de radiodifusión incluye recibir una trama de una transmisión de paquetes, la trama que tiene una porción de inicio de trama, una porción de carga útil y una porción de verificación de errores, la trama que incluye información de protocolo, identificar la trama como una trama de inicio en la transmisión de paquetes, verificar la trama utilizando la porción de verificación de errores de la trama y procesar la porción de carga útil de la trama.
[0011] En otro ejemplo más, un programa de ordenador, almacenado en una unidad de almacenamiento legible por ordenador, el programa de ordenador, para recibir paquetes entramados en un sistema de transmisión inalámbrico que admite transmisiones de radiodifusión, el programa de ordenador incluye un primer conjunto de instrucciones para recibir una trama de una transmisión de paquetes, la trama que tiene una porción de inicio de trama, una porción de carga útil y una porción de verificación de errores, la trama que no incluye información de protocolo, un segundo conjunto de instrucciones para identificar la trama como una trama de inicio en la transmisión de paquetes, un tercer conjunto de instrucciones para verificar la trama utilizando la porción de verificación de errores de la trama, y un cuarto conjunto de instrucciones para procesar la porción de carga útil de la trama.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
[0012]
La FIG. 1 es un diagrama de un sistema de comunicación de espectro ensanchado que admite un número de usuarios.
La FIG. 2 es un diagrama de bloques del sistema de comunicación que admite transmisiones de radiodifusión.
La FIG. 3 es un modelo de la pila de protocolos correspondiente a una opción de servicio de radiodifusión en un sistema de comunicación inalámbrica.
La FIG. 4 es una tabla de protocolos aplicados a capas de una pila de protocolos que admite una opción de servicio de radiodifusión en un sistema de comunicación inalámbrica.
La FIG. 5 es un diagrama de flujo de un flujo de mensajes para un servicio de radiodifusión en una topología de sistema de comunicación inalámbrica.
La FIG. 6 es una secuencia de radiodifusión en un sistema de comunicación inalámbrica.
La FIG. 7 es un mapeado de la compresión de la cabecera en un sistema de comunicación inalámbrica.
La FIG. 8 es una radiodifusión periódica de la información de compresión de la cabecera.
La FIG. 9 es un protocolo de la compresión de la cabecera.
La FIG. 10 es un protocolo de la compresión de la cabecera para el servicio de radiodifusión en un sistema de comunicación inalámbrica.
La FIG. 11 es un diagrama de flujo de la compresión de la cabecera para el servicio de radiodifusión en un sistema de comunicación inalámbrica.
La FIG. 12 es un diagrama de flujo de la descompresión de la cabecera para el servicio de radiodifusión en un sistema de comunicación inalámbrica.
Las FIG. 13 y 14 son redes de acceso que admiten transmisiones de radiodifusión.
Las FIG. 15-17 ilustran un protocolo de entramado.
DESCRIPCIÓN DETALLADA
[0013] La palabra "ejemplar" se usa de forma exclusiva en el presente documento en el sentido de "que sirve de ejemplo, caso o ilustración". No se ha de considerar necesariamente que cualquier modo de realización descrito en el presente documento como a "modo de ejemplo" sea preferente o ventajoso con respecto a otros modos de realización.
[0014] La optimización de un sistema congruente con el servicio de radiodifusión es deseable en un sistema de comunicación inalámbrica para conservar un recurso crítico: el ancho de banda disponible. El uso eficaz del ancho de banda disponible afecta el rendimiento y la amplitud del sistema. Con ese fin, se han aplicado diversas técnicas para reducir el tamaño de la información de sobrecarga transmitida junto con los datos o la información de contenido, así como para reducir el tamaño de los datos transmitidos. Por ejemplo, en una transmisión digital, los datos se transmiten en tramas. Las tramas pueden formar parte de un paquete de datos, parte de un mensaje de datos o tramas continuas en una secuencia de información, como secuencias de audio y/o vídeo. Adjunta a cada trama de datos (y cada paquete o mensaje) hay un encabezado que contiene información de procesamiento que le permite al receptor comprender la información contenida en la(s) trama(s). Esta información de encabezado se considera sobrecarga, es decir, el procesamiento de la información transmitida junto con el contenido de la información. El contenido de la información se denomina carga útil. Si bien cada encabezado individual típicamente es mucho más pequeño que una carga útil determinada, el efecto acumulativo de la transmisión de encabezados afecta el ancho de banda disponible.
[0015] Un modo de realización ejemplar de un sistema de comunicación inalámbrica emplea un procedimiento de entramado que reduce el tamaño de la trama mientras cumple con los requisitos de exactitud y transmisión del sistema. El modo de realización ejemplar admite un servicio de radiodifusión unidireccional. El servicio de radiodifusión proporciona secuencias de vídeo y/o audio a múltiples usuarios. Los abonados del servicio de radiodifusión "sintonizan" un canal designado para acceder a la transmisión de radiodifusión. Como el requisito de ancho de banda para la transmisión de radiodifusiones de vídeo a alta velocidad es grande, es deseable reducir el tamaño de cualquier sobrecarga asociada con dicha transmisión de radiodifusión.
[0016] El siguiente análisis desarrolla el modo de realización ejemplar presentando primero un sistema de comunicación inalámbrica de espectro ensanchado en general. A continuación, se introduce el servicio de radiodifusión; en el que el servicio se denomina servicio de radiodifusión a alta velocidad (HSBS), y el análisis incluye asignaciones de canales del modo de realización ejemplar. A continuación, se presenta un modelo de abono que incluye opciones para abonos pagados, abonos gratuitas y planes de abonos híbridos, similares a los disponibles actualmente para las transmisiones de televisión. Luego se enumeran los detalles para acceder al servicio de radiodifusión, presentando el uso de una opción de servicio que define los detalles de una transmisión dada. El flujo de mensajes en el sistema de radiodifusión se analiza con respecto a la topología del sistema, es decir, elementos de infraestructura. Finalmente, se analiza la compresión de la cabecera utilizada en el modo de realización ejemplar
[0017] Obsérvese que el modo de realización ejemplar se proporciona como un ejemplo por todo este análisis; sin embargo, modos de realización alternativos pueden incorporar diversos aspectos sin apartarse del alcance de la presente invención. Concretamente, la presente invención es aplicable a un sistema de procesamiento de datos, un sistema de comunicación inalámbrica, un sistema de radiodifusión unidireccional y cualquier otro sistema que desee una transmisión de información eficaz.
Sistema de comunicación inalámbrica
[0018] El modo de realización ejemplar emplea un sistema de comunicación inalámbrica de espectro ensanchado, que admite un servicio de radiodifusión. Los sistemas de comunicación inalámbrica están ampliamente desplegados para proporcionar diversos tipos de comunicación, tales como voz, datos, y así sucesivamente. Estos sistemas pueden basarse en el acceso múltiple por división de código (CDMA), el acceso múltiple por división de tiempo (TDMA) o en algunas otras técnicas de modulación. Un sistema CDMA proporciona ciertas ventajas sobre otros tipos de sistema, incluida una mayor capacidad de sistema.
[0019] Un sistema puede estar diseñado para admitir uno o más estándares tales como el “TIA/EIA/IS-95-B estándar de compatibilidad de estación base-estación móvil para sistema celular de espectro ensanchado y banda ancha en modo duala denominado en el presente documento como el estándar IS-95, el estándar ofrecido por un consorcio denominado "Proyecto de Colaboración de Tercera Generación" denominado en el presente documento 3GPP, e integrado en un conjunto de documentos que incluyen los documentos nos 3G TS 25.211,3G TS 25.212, 3G TS 25.213 y 3G TS 25.214, el 3G TS 25.302, denominado en el presente donde el aumento el estándar W-CDMA, el estándar ofrecido por un consorcio llamado "Segundo proyecto de colaboración de tercera generación" denominado en el presente documento 3GPP2, y el TR-45,5 denominado en el presente documento el estándar cdma2000, anteriormente denominado IS-2000 MC. Los estándares citados anteriormente se incorporan en el presente documento expresamente por referencia.
[0020] Cada estándar define concretamente el procesamiento de datos para la transmisión desde la estación base al móvil, y viceversa. Como un modo de realización ejemplar, el siguiente análisis considera un sistema de comunicación de espectro ensanchado congruente con el estándar de protocolos CDMA2000. Los modos de realización alternativos pueden incorporar otro estándar. Aún otros modos de realización pueden aplicar los procedimientos de compresión divulgados en el presente documento a otros tipos de sistemas de procesamiento de datos.
[0021] La FIG. 1 sirve como ejemplo de un sistema de comunicaciones 100 que admite un número de usuarios y puede implementar al menos algunos aspectos y modos de realización de la invención. Se puede usar cualquiera de una variedad de algoritmos y procedimientos para planificar transmisiones en el sistema 100. El sistema 100 proporciona la comunicación para un número de células 102A a 102G, cada una de las cuales recibe el servicio por una estación base correspondiente 104A a 104G, respectivamente. En el modo de realización ejemplar, algunas estaciones base 104 tienen múltiples antenas receptoras y otras tienen solamente una antena receptora. De forma análoga, algunas de las estaciones base 104 tienen múltiples antenas transmisoras, y otras tienen antenas transmisoras individuales. No existen restricciones sobre las combinaciones de las antenas transmisoras y las antenas receptoras. Por lo tanto, es posible que una estación base 104 tenga múltiples antenas transmisoras y una sola antena receptora, o que tenga múltiples antenas receptoras y una sola antena transmisora, o que tenga antenas transmisoras y antenas receptoras tanto individuales como múltiples.
[0022] Los terminales 106 en el área de cobertura pueden ser fijos (es decir, estacionarios) o móviles. Como se muestra en la FIG. 1, diversos terminales 106 se encuentran dispersos por todo el sistema. Cada terminal 106 se comunica con al menos una y posiblemente más estaciones base 104 por el enlace descendente y el enlace ascendente en cualquier momento determinado dependiendo, por ejemplo, de si se emplea un traspaso suave o si el terminal se encuentra diseñado y operado para recibir (simultáneo o secuencialmente) múltiples transmisiones procedentes de múltiples estaciones base. El traspaso suave en sistemas de comunicaciones de CDMA es bien conocido en la técnica y se describe en detalle en la patente de los EE. UU. 5.101.501, titulada "Method and system for providing a Soft Handoff In a CDMA Cellular Telephone System [Procedimiento y sistema para proporcionar un traspaso suave en un sistema de teléfono celular CDMA]", que está cedida al cesionario de la presente invención.
[0023] El enlace descendente se refiere a la transmisión desde la estación base al terminal, y el enlace ascendente se refiere a la transmisión desde el terminal a la estación base. En el modo de realización ejemplar, algunos de los terminales 106 tienen múltiples antenas receptoras y otros tienen solamente una antena receptora. En la FIG. 1, la estación base 104A transmite los datos a los terminales 106A y 106J en el enlace descendente, la estación base 104B transmite datos a los terminales 106B y 106J, la estación base 104C transmite datos al terminal 106C, y así sucesivamente.
[0024] La creciente demanda de transmisión de datos inalámbrica y la expansión de servicios disponibles a través de la tecnología de comunicación inalámbrica han conducido al desarrollo de servicios de datos específicos. Uno de estos servicios se conoce como alta velocidad de datos (HDR). Se propone un servicio de HDR a modo de ejemplo en "EIA/TIA-IS856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification", denominado "la memoria descriptiva de HDR". El servicio de HDR es en general una superposición a un sistema de comunicación de voz que proporciona un procedimiento eficaz para transmitir paquetes de datos en un sistema de comunicación inalámbrica. A medida que aumenta la cantidad de datos transmitidos y la cantidad de transmisiones, el ancho de banda limitado disponible para las transmisiones de radio se convierte en un recurso crítico. Por lo tanto, existe la necesidad de un procedimiento eficaz y justo para planificar transmisiones en un sistema de comunicación que optimice el uso del ancho de banda disponible. En el modo de realización ejemplar, el sistema 100 que se ilustra en la FIG. 1 es congruente con un sistema de tipo CDMA que tiene servicio de HDR.
Sistema de radiodifusión a alta velocidad (HSBS)
[0025] Un sistema de comunicación inalámbrica 200 se ilustra en la FIG. 2, en el que se proporciona información de vídeo y audio a la red de servicio de datos empaquetados (PDSN) 202. La información de vídeo y audio puede ser de programación televisada o una transmisión de radio. La información se proporciona como datos empaquetados, tales como en paquetes IP. La PDSN 202 procesa los paquetes IP para su distribución dentro de una red de acceso (AN). Como se ilustra, la AN se define como las porciones del sistema que incluyen una BS 204 en comunicación con múltiples MS 206. La PDSN 202 está acoplada al BS 204. Para el servicio de HSBS, el BS 204 recibe el flujo de información de la PDSN 202 y proporciona la información en un canal designado a los abonados dentro del sistema 200.
[0026] En un sector dado, hay varias formas en que se puede implantar el servicio de radiodifusión HSBS. Los factores implicados en el diseño de un sistema incluyen, pero no se limitan a, el número de sesiones de HSBS admitidas, el número de asignaciones de frecuencia y el número de canales físicos de radiodifusión admitidos.
[0027] El HSBS es un flujo de información proporcionado a través de una interfaz aérea en un sistema de comunicación inalámbrica. El "canal de HSBS" para referirse a una única sesión lógica de radiodifusión HSBS como se define en el contenido de radiodifusión. Obsérvese que el contenido de un canal de HSBS dado puede cambiar con el tiempo, por ejemplo, 7a.m. Noticias, 8a.m. Tiempo, 9a.m. Películas, etc. La planificación basada en el tiempo es análoga a un único canal de TV. El "canal de radiodifusión" se refiere a un único canal físico de enlace directo, es decir, un código Walsh dado, que transporta tráfico de radiodifusión. El canal de radiodifusión, BCH, corresponde a un único canal CDM.
[0028] Un único canal de radiodifusión puede transportar uno o más canales HSBS; en este caso, los canales HSBS se multiplexarán de forma multiplexada por división de tiempo (TDM) dentro del canal de radiodifusión único. En un modo de realización, se proporciona un único canal de HSBS en más de un canal de radiodifusión dentro de un sector. En otro modo de realización, se proporciona un único canal de HSBS en diferentes frecuencias para prestar servicio a los abonados en esas frecuencias.
[0029] De acuerdo con el modo de realización ejemplar, el sistema 100 que se ilustra en la FIG. 1 admite un servicio de radiodifusión multimedia a alta velocidad denominado servicio de radiodifusión a alta velocidad (HSBS). Las capacidades de radiodifusión del servicio están destinadas a proporcionar programación a una velocidad de transferencia de datos suficiente para admitir comunicaciones de vídeo y audio. Como ejemplo, las aplicaciones del HSBS pueden incluir secuencia de vídeo de películas, eventos deportivos, etc. El servicio de HSBS es un servicio de datos en paquetes basado en el protocolo de Internet (IP).
[0030] De acuerdo con el modo de realización ejemplar, un proveedor de servicios se denomina servidor de contenido (CS), en el que el CS anuncia la disponibilidad de dicho servicio de radiodifusión a alta velocidad a los usuarios del sistema. Cualquier usuario que desee recibir el servicio de HSBS puede abonarse con el CS. El abonado puede entonces escanear la planificación del servicio de radiodifusión en una variedad de formas que puede proporcionar el CS. Por ejemplo, el contenido de la radiodifusión se puede comunicar a través de anuncios, mensajes cortos del sistema de gestión (SMS), protocolo de aplicación inalámbrica (WAP) y/o algún otro medio en general congruente y práctico para las comunicaciones inalámbricas móviles. Los usuarios móviles se denominan estaciones móviles (MS). Las estaciones base (BS) transmiten parámetros relacionados con HSBS en mensajes de sobrecarga, como los transmitidos en canales y/o frecuencias designadas para el control y la información, es decir, mensajes sin carga útil. Carga útil se refiere al contenido de información de la transmisión, en el que para una sesión de transmisión la carga útil es el contenido de la radiodifusión, es decir, el programa de vídeo, etc. Cuando un abonado del servicio de radiodifusión desea recibir una sesión de radiodifusión, es decir, un programa planificado en una radiodifusión particular, la MS lee los mensajes de sobrecarga y aprende las configuraciones apropiadas. La MS sintoniza la frecuencia que contiene el canal de HSBS y recibe el contenido del servicio de radiodifusión.
[0031] La estructura del canal del modo de realización ejemplar es congruente con el estándar cdma2000, en el que el canal complementario directo (F-SCH) admite transmisiones de datos. Un modo de realización agrupa un gran número de canales fundamentales directos (F-FCH) o canales de control dedicados directos (F-DCCH) para lograr los requisitos de velocidad de transferencia de datos más altos de los servicios de datos. El modo de realización ejemplar utiliza un F-SCH como base para el F-BSCH que admite una carga útil de 64 kbps (excepto la sobrecarga de RTP). El F-BSCH también puede modificarse para admitir otras tasas de carga útil, por ejemplo, subdividiendo la tasa de carga útil de 64 kbps en subsecuencias de tasas más bajas.
[0032] Un modo de realización también admite llamadas de grupo de varias maneras diferentes. Por ejemplo, mediante el uso de canales de unidifusión existentes, es decir, un canal de enlace directo por MS sin compartir, de F-FCH (o el F-DCCH) en los enlaces directo e inverso. En otro ejemplo, se aplican el F-SCH (compartido por miembros del grupo en el mismo sector) y el F-DCCH (sin tramas excepto el subcanal de control de potencia directa la mayor parte del tiempo) en el enlace directo y el R-DCCH en el enlace inverso. En otro ejemplo más, se utiliza el F-BSCH a alta velocidad en el enlace directo y el canal de acceso (o la combinación de canal de acceso mejorado/canal de control común inverso) en el enlace inverso.
[0033] Al tener una alta velocidad de datos, el F-BSCH del modo de realización ejemplar puede usar una porción muy grande de la potencia del enlace directo de una estación base para proporcionar una cobertura adecuada. El diseño de la capa física de HSBC se centra así en las mejoras de eficacia en un entorno de radiodifusión.
[0034] A fin de proporcionar un soporte adecuado para los servicios de vídeo, el diseño del sistema considera la potencia requerida de la estación base en diversas formas de transmitir el canal, así como la calidad de vídeo correspondiente. Un aspecto del diseño es un compromiso subjetivo entre la calidad de vídeo percibida en el borde de la cobertura y la cercana al sitio de la célula. A medida que se reduce la tasa de carga útil, se aumenta la tasa efectiva del código de corrección de errores, un nivel dado de la potencia de transmisión de la estación base proporcionaría una mejor cobertura en el borde de la célula. Para las estaciones móviles ubicadas más cerca de las estaciones base, la recepción del canal permanece libre de errores y la calidad del vídeo se reduciría debido a la tasa reducida de la fuente. Este mismo compromiso también se aplica a otras aplicaciones que no son de vídeo y que el F-BSCH puede admitir. Disminuir la velocidad de carga admitida por el canal aumenta la cobertura a expensas de una velocidad de descarga disminuida para estas aplicaciones. El objetivo es equilibrar la importancia relativa entre la calidad del vídeo y el rendimiento de los datos frente a la cobertura. La configuración elegida busca una configuración optimizada específica de la aplicación y un buen compromiso entre todas las posibilidades.
[0035] La tasa de carga útil para el F-BSCH es un parámetro de diseño importante. Los siguientes supuestos se pueden usar para diseñar un sistema que admite transmisiones de radiodifusión de acuerdo con el modo de realización ejemplar: (1) la tasa de carga útil objetivo es de 64 kbps, lo que proporciona una calidad de vídeo aceptable para SKT; (2) para los servicios de transmisión de vídeo, se supone que la tasa de carga útil incluye los 12 bytes de 8 bits por sobrecarga de paquete de los paquetes RTP; (3) la sobrecarga promedio para todas las capas entre RTP y la capa física es de aproximadamente 64 bytes de 8 bits por paquete más 8 bits por sobrecarga de trama F-SCH utilizada por la cabecera (“header”) MUXPDU.
[0036] En el modo de realización ejemplar, para los servicios de radiodifusión sin vídeo, la tasa máxima admitida es 64 kbps. Sin embargo, también se pueden lograr muchas otras tasas de carga útil posibles por debajo de 64 kbps.
Modelo de abono
[0037] Existen varios modelos posibles de abono/ingresos para el servicio de HSBS, que incluyen acceso gratuito, acceso controlado y acceso parcialmente controlado. Para el acceso gratuito, no se necesita abono para recibir el servicio. El BS difunde el contenido sin cifrado y los móviles interesados pueden recibir el contenido. Los ingresos para el proveedor de servicios pueden generarse a través de anuncios que también pueden transmitirse en el canal de radiodifusión. Por ejemplo, se pueden transmitir los próximos tráileres de película por los cuales los estudios pagarán al proveedor de servicios.
[0038] Para el acceso controlado, los usuarios de MS se abonan al servicio y pagan la tarifa correspondiente para recibir el servicio de radiodifusión. Los usuarios no abonados no pueden recibir el servicio de HSBS. El acceso controlado se puede lograr cifrando la transmisión/contenido de HSBS para que solo los usuarios abonados puedan descifrar el contenido. Esto puede usar procedimientos de intercambio de claves de cifrado por el aire. Este esquema proporciona una seguridad robusta e impide el robo de servicio.
[0039] Un esquema de acceso híbrido, denominado acceso controlado parcial, proporciona el servicio de HSBS como un servicio basado en abono que se cifra con transmisiones publicitarias intermitentes sin cifrar. Estos anuncios pueden estar destinados a fomentar los abonos al servicio de HSBS cifrado. La planificación de estos segmentos sin cifrar podría ser conocido por la MS a través de medios externos.
Opción de servicio de HSBS
[0040] La opción de servicio de HSBS se define por: (1) una pila de protocolos; (2) opciones en la pila de protocolos; y (3) procedimientos para establecer y sincronizar el servicio. La pila de protocolos de acuerdo con el modo de realización ejemplar que se ilustra en las FIG. 3 y 4. Como se ilustra en la FIG. 3, la pila de protocolos es específica del elemento de infraestructura, es decir, MS, BS, PDSN y CS en el modo de realización ejemplar.
[0041] Continuando con la FIG. 3, para la capa de aplicación de la MS, el protocolo especifica códec de audio, códec visual, así como cualquier perfil visual. Además, el protocolo especifica los tipos de carga útil del protocolo de transporte de radio (RTP) cuando se utiliza RTP. Para la capa de transporte de la MS, el protocolo especifica un puerto de protocolo de datagramas de usuario (UDP). La capa de seguridad de la MS está especificada por el protocolo, en el que los parámetros de seguridad se proporcionan a través de canales fuera de banda cuando la seguridad se asocia inicialmente con el CS. La capa de red especifica los parámetros de compresión de la cabecera de IP.
Flujo de mensajes
[0042] La FIG. 5 ilustra el flujo de llamadas del modo de realización ejemplar para una topología de sistema dada. El sistema incluye una MS, BS, PDSN y CS, según se enumera en el eje horizontal. El eje vertical representa el tiempo. El usuario o MS es abonado del servicio de HSBS. En el tiempo t1, la MS y la CS negocian la seguridad del abono para el servicio de radiodifusión. La negociación implica el intercambio y mantenimiento de claves de cifrado, etc., utilizadas para recibir el contenido de la radiodifusión en el canal de radiodifusión. El usuario establece una asociación de seguridad con el CS en la recepción de la información de cifrado. La información de cifrado puede incluir una clave de acceso de radiodifusión (BAK) o una combinación de claves, etc., del CS. De acuerdo con el modo de realización ejemplar, el CS proporciona la información de cifrado a través de un canal dedicado durante una sesión de datos en paquetes, tal como a través de PPP, WAP u otros procedimientos fuera de banda.
[0043] En el tiempo 12, la MS sintoniza el canal de radiodifusión y comienza a recibir paquetes. En este punto en el tiempo, la MS no puede procesar los paquetes recibidos porque la cabecera de IP/ESP está comprimido a través de ROHC y el descompresor de la MS no se ha inicializado. La PDSN proporciona información de la compresión de la cabecera (detallada a continuación) en el tiempo t3. Desde la cabecera del paquete ROHC, la MS detecta y obtiene un paquete de inicialización y actualización (IR) de ROHC enviado periódicamente desde la PDSN al canal de radiodifusión. El paquete IR de ROHC se usa para inicializar el estado del descompresor en la MS, lo que le permite descomprimir la cabecera de IP/ESP de los paquetes recibidos. La MS puede procesar la cabecera de IP/ESP de los paquetes recibidos, sin embargo, la MS requiere más información para procesar la carga útil ESP ya que la carga útil está cifrada con una clave a corto plazo (SK) en el CS. El SK actúa en coordinación con el BAK, en el que el SK se descifra en el receptor utilizando el BAK. El CS proporciona más información de cifrado, tal como información de clave actualizada o un SK actual en el tiempo t4. Obsérvese que el CS proporciona esta información periódicamente a la MS para asegurar la seguridad continua de la radiodifusión. En el tiempo t5, la MS recibe el contenido de la radiodifusión de la CS. Obsérvese que los modos de realización alternativos pueden incorporar procedimientos alternativos de compresión y descompresión que proporcionan una transmisión eficaz de la información de la cabecera. Además, modos de realización alternativos pueden implementar una variedad de esquemas de seguridad para proteger el contenido de la radiodifusión. Todavía modos de realización alternativos pueden proporcionar un servicio de radiodifusión no seguro. El MS utiliza la información de cifrado, como el SK, para descifrar y visualizar el contenido de radiodifusión.
Compresión
[0044] De acuerdo con el modo de realización ejemplar, el contenido de radiodifusión se transmite en un canal de radiodifusión dedicado. La capa de transporte proporciona una sobrecarga de cifrado para transportar contenido de radiodifusión en paquetes IP. El sistema admite compresión de datos, y concretamente compresión de encabezado. La decisión de comprimir datos depende del rendimiento promedio requerido (incluida la sobrecarga de transporte/cifrado, la sobrecarga de la capa de enlace de datos y la sobrecarga de la capa física) y la percepción del usuario de la calidad de la radiodifusión. Transportar más contenido de radiodifusión en cada paquete IP reduce la sobrecarga y, por lo tanto, reduce el ancho de banda del canal de radiodifusión. Por el contrario, la compresión aumenta la tasa de error de paquetes (PER) que afecta la percepción del usuario. Esto se debe a la transmisión de cada paquete IP largo que abarca múltiples tramas de capa física y, por lo tanto, está asociada con aumentos en la tasa de error de trama (FER). Si un operador decide utilizar paquetes IP pequeños para mejorar la calidad de la radiodifusión, el operador puede elegir la compresión de la cabecera para reducir la sobrecarga de transporte y cifrado del paquete IP.
[0045] Los protocolos de RTP/UDP/IP se utilizan para transportar contenido de radiodifusión de la CS a la MS, y el contenido está protegido por la carga útil de seguridad de encapsulación (ESP) en modo de transporte. La sobrecarga de transporte es la cabecera de RTP/UDP/IP y es de 40 bytes por datos en paquetes IP. La sobrecarga de cifrado está en forma de encabezado de ESP, vector de inicialización (IV) e tráiler ESP. La cabecera de ESP y IV se insertan entre la cabecera de IP y la cabecera de UDP. La cabecera de ESP consiste en el índice de parámetros de seguridad (SPI) (4 bytes) y el número de secuencia (4 bytes). La longitud de IV es específica para el algoritmo de cifrado que se utiliza. Para el algoritmo de cifrado AES, la longitud de IV es de 16 bytes. El tráiler ESP se agrega al final del datagrama UDP y consiste en el relleno, siguiente encabezado (1 byte) y la longitud del relleno (1 byte). Como el tamaño del bloque de cifrado del algoritmo AES es de 16 bytes, el tamaño del relleno varía de 0 a 15 bytes. Tomando la función de techo del tamaño de relleno promedio produce 8 bytes. Para un paquete IP, la sobrecarga total debida al transporte y el cifrado varía de 66 a 81 bytes con un promedio de 74 bytes sin incluir la sobrecarga de la capa de enlace de datos desde la PDSN a la MS.
[0046] La compresión de la cabecera, como la compresión robusta de la cabecera (ROHC), puede usarse para reducir la cabecera de IP y el campo de SPI de la cabecera de ESP de 24 bytes a 2 bytes. El número de secuencia de la cabecera de ESP no está comprimido, porque se usa para secuenciar los paquetes comprimidos. El IV no está comprimido, porque cambia aleatoriamente para cada paquete. La cabecera UDP/RTP y el tráiler ESP no se pueden comprimir porque están cifrados. Por lo tanto, si se usa ROHC para comprimir la cabecera de IP/ESP, la sobrecarga promedio debida al transporte y el cifrado se reduce de 74 bytes a 52 bytes por paquete IP.
[0047] De acuerdo con el modo de realización ejemplar, la compresión de encabezado, tal como la compresión robusta de la cabecera (ROHC), se aplica para evitar propagar errores de descompresión. Como se ilustra en la FIG.
7, la información de la cabecera se comprime de 24 bytes a 2 bytes. La cabecera 500 incluye un encabezado de IP 502 y una porción de SPI 504. El algoritmo de compresión da como resultado un resultado de 2 bytes después de la compresión. A diferencia de la compresión de la cabecera convencional, en la que se requiere algún tipo de negociación entre la MS y la PDSN u otro elemento de infraestructura, el modo de realización ejemplar proporciona una transmisión unidireccional de información de compresión. La MS necesita solicitar la información de compresión, es decir, parámetros de la compresión de la cabecera suficientes para la descompresión de la información recibida en la MS. Más bien, la PDSN proporciona la información de compresión periódicamente como se ilustra en la FIG. 8. La PDSN proporciona la información de compresión en el canal de radiodifusión intercalado con contenido de radiodifusión. La disposición de información de control dentro de un flujo de datos se denomina "dentro de banda", ya que no se requiere un canal separado. Como se ilustra, la secuencia de radiodifusión 600 incluye porciones de contenido de radiodifusión 604 e información de descompresión, es decir, información de compresión, 602. La información de descompresión se proporciona con un período de Tdescompresión. Los modos de realización alternativos pueden proporcionar la información de descompresión según la aparición de un evento predeterminado en lugar de periódicamente. Dado que la MS no solicita la información de descompresión, la PDSN suministra la información con una frecuencia que impide retardos en el acceso al contenido de la radiodifusión. En otras palabras, la PDSN debe proporcionar la información a menudo, de modo que una MS pueda acceder a la radiodifusión en cualquier momento sin tener que esperar la información de descompresión.
[0048] Obsérvese que el ROHC puede funcionar en un modo unidireccional, en el que los paquetes se envían en una sola dirección: desde el compresor al descompresor. En este modo, por lo tanto, el ROHC es utilizable sobre enlaces en los que una ruta de retorno desde el descompresor al compresor no está disponible o no es deseable. Antes de que la MS pueda descomprimir los paquetes recibidos desde el canal de radiodifusión, se inicializa el estado del descompresor. El paquete de inicialización y actualización (IR) se utiliza con esta finalidad. Hay dos alternativas para la inicialización de ROHC.
[0049] El abonado "sintoniza" el canal de radiodifusión y espera los paquetes IR de ROHC enviados periódicamente por el compresor ROHC en la PDSN. Es posible que se necesiten paquetes IR de ROHC frecuentes para que la MS comience a descomprimir los paquetes recibidos rápidamente. Los paquetes IR de ROHC frecuentes pueden usar demasiado ancho de banda en el canal de radiodifusión. Un paquete IR tiene aproximadamente 30 bytes para el perfil de compresión IP/ESP. Si se envía un paquete IR una vez cada 250 ms, el proceso consume aproximadamente 1 kbps en el canal de radiodifusión. La pérdida de paquetes IR por el aire retardaría aún más la MS para adquirir la inicialización de ROHC.
[0050] Si la descompresión se desincroniza, debido a la pérdida de paquetes o al error residual en la cabecera comprimido recibido, o un fallo, etc., el error de descompresión resultante puede propagarse hasta que la descompresión se vuelva a sincronizar o reinicializar. Un encabezado comprimido de ROHC contiene una verificación por redundancia cíclica (CRC), que se calcula sobre la cabecera completo antes de la compresión. Este CRC permite que la descompresión realice una reparación de contexto local que sincroniza el contexto (en caso de pérdida de paquetes y error residual). Cuando la descompresión se recupera de un fallo, los paquetes de IR periódicos reinicializan eficazmente el proceso de descompresión.
Capa de enlace de datos
[0051] Se aplica un protocolo de entramado de capa de enlace de datos o protocolo de capa de transporte entre la PDSN y la MS para delinear los paquetes recibidos desde el canal de radiodifusión. Con referencia a la FIG. 3, se proporciona información en la capa de transporte, identificada como CAPA DE ENLACE, entre la PDSN y la MS. La información de entramado se genera en la PDSN y se proporciona a la MS a través del BS. La PDSN recibe las secuencias de IP del CS y entrama las secuencias de IP de acuerdo con un protocolo de entramado predeterminado. Como se ilustra en el modo de realización ejemplar, la PDSN aplica una versión de protocolo de entramado del control de enlace de datos de alto nivel (HDLC). El HDLC especificado en el estándar ISO corresponde a la capa 2 de la arquitectura de 7 capas de la Organización Internacional de Normalización (ISO), en el que la capa 2 se denomina la capa de enlace de datos. El protocolo HDLC busca proporcionar un movimiento de datos sin errores entre los nodos de red. Con este objetivo, la capa HDLC está diseñada para asegurar la integridad de los datos pasados a la siguiente capa. En otras palabras, el protocolo de entramado busca reproducir los datos recibidos exactamente como se transmitieron inicialmente, sin errores, sin pérdida de información y en el orden correcto.
[0052] El modo de realización ejemplar aplica una versión del entramado HDLC que aplica un subconjunto de los parámetros definidos por HDLC. La FIG. 9 ilustra un modo de realización del entramado HDLS, en el que la trama 700 incluye una pluralidad de campos tal como se define en el protocolo HDLC esbozado en RFC 1662. El campo 702 define un INDICADOR o indicación de un inicio de trama. El INDICADOR tiene una longitud de bits designada y está definida por un patrón predeterminado de bits. El HDLC se aplica oportunamente ya que e1HDLC es un protocolo estandarizado comúnmente disponible. Una desventaja del protocolo de entramado HDLC completo es el tiempo de procesamiento requerido para generar las tramas en el transmisor y recuperar las tramas en el receptor.
[0053] En particular, el protocolo HDLC se considera un procesador intensivo ya que se utiliza un procesamiento adicional para asegurar que la carga útil no incluya la misma secuencia de bits que el INDICADOR. En el transmisor, si se detecta una secuencia de bits de INDICADOR en la carga útil, se inserta un carácter de escape en la carga útil para identificar la INDICADOR como parte de la carga útil y no indica un inicio de trama. El proceso de agregar un carácter de escape se denomina patrones hexadecimales de "escape" de 0x7E y 0x7D en la carga útil de la trama. A continuación se describe un procedimiento alternativo denominado protocolo de entramado eficaz que requiere menos procesador que el entramado tipo HDLC. La FIG. 9 ilustra las opciones de usar el entramado HDLC para transportar la trama PPP. Para el funcionamiento HSBS, la sobrecarga de entramado de tipo HDLC puede reducirse eliminando el campo que no se requiere, o que tiene poco significado y/o proporciona poca información, para una radiodifusión unidireccional. Como se ha descrito anteriormente, el INDICADOR es una secuencia predeterminada de bits que indica el comienzo de una trama HDLC. El modo de realización ejemplar incorpora una INDICADOR u otro indicador de inicio de trama 802, como se ilustra dentro del formato 800 de la FIG. 10. A diferencia del formato de la FIG. 9, el final de una trama no se indica con información de sobrecarga en el modo de realización ejemplar. Dado que los campos de dirección y control del formato 700 tienen valores estáticos, estos no están incluidos en el formato 800.
[0054] Continuando con la FIG. 10, como el propósito del campo de protocolo 708 (FIG. 9) es identificar el tipo de carga útil, tal como el paquete de control LCP, el paquete ROHC, el paquete IP, etc., este discriminador no es necesario para la operación de radiodifusión tal que todos los paquetes en el canal de radiodifusión pertenecen al mismo tipo. Por ejemplo, si se utiliza la compresión ROHC para la transmisión de paquetes, todos los paquetes en el canal de radiodifusión se procesan como paquetes ROHC. Los tipos de paquetes ROHC, tal como el paquete IR, el paquete comprimido, etc., se distinguen por el campo Tipo de Paquete en la cabecera del paquete ROHC. Por lo tanto, el campo Protocolo no está incluido en el formato 800. Además, el formato 800 incluye un campo de comprobación de errores 808 después de la carga útil 804. El campo de comprobación de errores 806 proporciona información al receptor para permitir que el receptor compruebe si hay errores en la carga útil recibida. El modo de realización ejemplar incorpora una suma de verificación de trama (FCS) que puede especificarse como nula, 16 bits o 32 bits. Dado que una trama HDLC puede abarcar múltiples tramas de capa física en el canal de radiodifusión, se recomienda utilizar un FCS de 16 bits.
[0055] El procedimiento de relleno de octetos definido en RFC 1662 también se aplica al modo de realización ejemplar, en el que después del cálculo de FCS, el transmisor HDLC en la PDSN examina cada byte en la trama HDLC (excepto el Indicador) para los patrones de 0x7E y 0x7D. El patrón 0x7E se codificará como 0x7D y 0x5E, y el patrón 0x7D se codificará como 0x7D y 0x5D. El transmisor HDLC no codificará ningún otro patrón. Esto implica que el mapa de caracteres de control asíncrono como se define en RFC 1662 se establece en todo cero.
[0056] La sobrecarga de trama HDLC es de 3 bytes más la sobrecarga de relleno de octetos. Suponiendo que el patrón de bytes se distribuye de manera uniforme, la sobrecarga promedio de relleno de octetos es de un byte por 128 bytes de trama HDLC. Por ejemplo, si la carga útil es de 256 bytes, la sobrecarga de trama HDLC es de 5 bytes en promedio.
[0057] La FIG. 11 es un diagrama de flujo de un procedimiento de entramado 900 realizado en el transmisor. El transmisor forma la trama de radiodifusión en la etapa 902 determinando una porción de carga útil de los datos empaquetados y generando un Inicio de Indicador (SOF). Luego, el transmisor verifica la trama para detectar cualquier secuencia de SOF contenida en la carga útil 904. Si se encuentra una secuencia de SOF en la carga útil, el transmisor agrega un carácter de escape en la etapa 912. De lo contrario, el transmisor agrega el SOF a la carga útil en la etapa 906 y proporciona un mecanismo de verificación de errores en la etapa 908. La trama se transmite en la etapa 910. La trama transmitida tiene el formato 800 de la FIG. 10. Los modos de realización alternativos pueden implementar otros campos dentro del formato de entramado y pueden incorporar cualquier forma de clasificador para ubicar una secuencia de SOF en la carga útil.
[0058] La FIG. 12 es un diagrama de flujo de un procedimiento desentramado 920 realizado en el receptor. El proceso comienza al recibir una trama de radiodifusión en la etapa 922. El receptor identifica un SOF en la etapa 924, y busca caracteres de escape en la carga útil en el diamante de decisión 926. Si se encuentra un carácter de escape u otro identificador de secuencia de SOF en la carga útil, el receptor elimina el carácter de escape en la etapa 932. De lo contrario, el receptor realiza una verificación de error en la etapa 928 y procesa la trama en la etapa 930.
[0059] Un modo de realización alternativo incorpora un protocolo de entramado que no usa el entramado de tipo HDLC basado en octetos utilizado para evitar las operaciones intensivas del procesador que usan relleno de octetos (denominado "escape"). En cambio, esta alternativa utiliza una capa de entramado basada en paquetes que requiere menos procesador y se denomina en el presente documento el "protocolo de entramado eficaz". La FIG. 15 ilustra el proceso y el protocolo 2000 para la formación de un paquete de capas de entramado 2016 a partir de paquetes de capa IP 2002, paquetes de capa de integridad y paquetes de capa de empaquetado. El procesamiento de la capa de entramado 2000 empaqueta paquetes de longitud variable recibidos de una capa superior, tal como la capa IP, en paquetes de longitud fija 2016 y pasa los paquetes de la capa de entramado resultante 2016 a la capa inferior, es decir, la capa física (no se muestra). La capa de entramado permite al receptor determinar los límites del paquete de la capa superior y validar la integridad del paquete de la capa superior.
[0060] Como se ilustra, el proceso 2000 incluye varias subcapas de procesamiento, que incluyen una capa de integridad y una capa de empaquetado. La capa de integridad forma una porción de carga útil de la capa de integridad 2006 a partir del paquete de la capa IP 2002 y agrega un tráiler 2008. En un modo de realización, la porción de carga útil de la capa de integridad 2006 incluye el paquete de la capa de IP 2002; sin embargo, modos de realización alternativos pueden incluir una porción del paquete de la capa de IP 2002 o múltiples paquetes de la capa de IP 2002, o cualquier combinación de los mismos. El tráiler 2008 puede ser el mecanismo de verificación de integridad.
[0061] La capa de integridad agrega un campo de verificación de integridad o tráiler 2008 a cada paquete de capa IP 2002, es decir, paquetes recibidos desde la capa superior, que en este caso es la capa IP. La capa de integridad luego pasa los paquetes resultantes de la capa de integridad 2006, 2008 a una capa inferior, que en este caso es la capa de empaquetado. Los paquetes se procesan para formar los paquetes de la capa de entramado 2016 y se transmiten a través de la capa física. En el receptor, los paquetes se reciben a través de la capa física y se proporcionan a las capas superiores. La capa de integridad en el receptor procesa el mecanismo de verificación de integridad, es decir, el tráiler, y así permite que el receptor valide la integridad de los paquetes recibidos desde la capa inferior antes de pasarlos a la capa superior. El formato de la capa de integridad que se ilustra en la FIG. 16, se analiza a continuación.
[0062] Continuando con la FIG. 15, la capa de integridad pasa los paquetes de la capa de integridad 2006, 2008, a la capa de empaquetado para su formación en paquetes de la capa de empaquetado. La capa de empaquetado forma un paquete que tiene al menos un encabezado de empaquetado, o encabezado de paquete 2010, al menos una carga útil de empaquetado, o carga útil de paquete 2012, y un relleno 2014. El modo de realización que se ilustra incluye múltiples cargas útiles de paquete 2012, cada una con un encabezado de paquete asociado 2010. Los modos de realización alternativos pueden incorporar un número cualquiera de cargas útiles de paquete 2012 y encabezados de paquete 2010. A partir de la capa de empaquetado, el proceso 2000 genera un paquete de capa de entramado 2016 para disponer en la capa física (no se muestra).
[0063] La capa de empaquetado empaqueta paquetes de longitud variable recibidos desde la capa superior (por ejemplo, la capa de integridad) en paquetes de la capa de empaquetado de longitud fija 2016 y pasa los paquetes resultantes de la capa de empaquetado 2016 a una capa inferior (por ejemplo, la capa física). La capa de empaquetado permite que el receptor determine los límites de los paquetes de la capa superior.
[0064] La FIG. 16 ilustra el formato 2050 del paquete de la capa de integridad (paquete 2006, 2008 de la FIG. 15). Como se ilustra, el formato 2050 incluye dos porciones: campo de carga útil 2052 y campo de secuencia de verificación de trama (FCS) 2054. La porción de carga útil 2052 es un campo de longitud variable que contiene los octetos de exactamente un paquete de capa superior. La porción FCS 2056 es un campo de 32 bits que contiene el FCS para la carga útil. El FCS es un CRC de 32 bits calculado sobre el campo de carga útil. Los modos de realización alternativos pueden implementar otros mecanismos de verificación de errores.
[0065] La FIG. 17 ilustra el formato 2060 de una capa de empaquetado de acuerdo con un modo de realización. El formato 2060 cuatro campos: continuación, longitud, carga útil y relleno. El campo de continuación 2062 y el campo de longitud 2064 forman una parte de encabezado. El campo de continuación 2062 es un campo de 1 bit que indica si un campo de carga útil correspondiente 2066 es el inicio o la continuación de un paquete de capa superior. Los modos de realización alternativos pueden implementar un número cualquiera de bits que tengan significación con respecto al campo de carga útil 2066. En el modo de realización que se ilustra en la FIG. 17, cuando se establece el campo de continuación, el campo de carga útil correspondiente es una continuación de un paquete de capa superior. De lo contrario, el campo de carga útil posterior es el inicio de un paquete de capa superior. De esta manera, cada una de las cargas útiles de paquete 2012 (FIG. 15) puede incluir un paquete completo de capa IP 2002 (o una carga útil de capa de integridad 2006), una porción de un paquete de capa IP 2006, múltiples paquetes de capa IP 2002. De acuerdo con un modo de realización alternativo, el campo de continuación 2062 no está incluido en el formato de capa de empaquetado 2060, en el que si se descarta un paquete anterior de capa de entramado antes de llegar a la capa de entramado del receptor, el receptor puede usar el procesamiento de capa de integridad para determinar el estado de inicio o continuación de un paquete de capa de integridad. Dicho modo de realización, sin embargo, coloca una carga de procesamiento adicional en la capa de integridad y expande el procesamiento de verificación de integridad. Obsérvese también que, en un modo de realización, el campo de continuación 2062 es un bit único, en el que la significación del bit corresponde a la polaridad del bit. Los modos de realización alternativos pueden tener una polaridad alternativa, o como se ha indicado anteriormente, pueden implementar una combinación de bits para proporcionar información adicional, tal como un número de secuencia, etc.
[0066] Continuando con la FIG. 17, la porción de encabezado incluye además un campo de longitud 2064. En un modo de realización, el campo de longitud 2064 es un campo de 15 bits que indica el número de octetos desde el primer octeto en el campo de carga útil correspondiente 2066 hasta el último octeto en el paquete de capa superior contenido en el campo de carga útil posterior. El campo de carga útil 2066 es un campo de longitud variable que contiene octetos de un único paquete de capa de integridad 2006, 2008 (FIG. 15). El número de octetos en el campo de carga útil 2066 es la longitud de los octetos o el número de octetos desde el inicio del campo de carga útil 2006 hasta el final del paquete de la capa de empaquetado 2016, lo que sea menor. El campo de relleno 2068 es un campo de longitud variable que contiene bits suficientes para mantener el tamaño de un paquete de capa de empaquetado 2016 en el tamaño de la carga útil de la capa inferior admitida por la capa física. La constitución del campo de relleno 2068 refleja un patrón reconocible y predeterminado, como todos los octetos cero, etc. El transmisor llena el campo de relleno 2068, que es recibido e ignorado o descartado por el receptor.
Red de acceso
[0067] Una topología de red de acceso general para un sistema 1000 se ilustra en la FIG. 13 con un CS 1002, un PDSN 1004 y dos PCF: PCF1 1006 y PCF2 1008. La FIG. 13 incluye datagramas que especifican las transmisiones de cada uno de los elementos de infraestructura que se ilustran en el sistema 1000. Como se ilustra, el CS 1002 prepara un paquete IP de información y transmite el paquete en al menos una trama, que tiene una carga útil y un encabezado interno, H1. La cabecera interno tiene información de origen y destino, en el que el origen identifica el CS 1002 y el destino identifica un grupo de abono. El CS 1002 transmite la trama al PDSN 1004, que asigna el grupo de abono de destino a abonados individuales en un conjunto de usuarios activos.
[0068] La PDSN 1004 determina el número de usuarios individuales en el conjunto activo que están en el grupo de abono de destino y duplica la trama recibida procedente del CS 1002 para cada uno de esos usuarios. La PDSN 1004 determina los PCF correspondientes a cada uno de los usuarios en el grupo de abono. La PDSN 1004 luego agrega un encabezado exterior, H2, a cada una de las tramas preparadas, en el que H2 identifica un PCF. La PDSN 1004 luego transmite las tramas a los PCF. La transmisión de la PDSN 1004 incluye la carga útil original, la cabecera H1 y la cabecera H2. Como se ilustra, la PDSN 1004 envía N tramas de transmisión al PCF1 1006 y envía M tramas de transmisión al PCF2 1008. Las N tramas de transmisión corresponden a N usuarios en el grupo de abono atendido a través del PCF1 1006 y las M tramas de transmisión corresponden a M usuarios en el grupo de abono atendido a través del PCF2 1008. En este escenario, la PDSN 1004 duplica las tramas recibidas un número cualquiera de veces para su transmisión a los abonados correspondientes.
[0069] . La FIG. 14 ilustra un modo de realización ejemplar de un sistema 1020 que tiene un CS 1022 que se comunica con el PCF1 1026 y el PCF2 1028 a través de Pd Sn 1024. Como se ilustra, el CS 1022 prepara un paquete IP de información y transmite el paquete en al menos una trama, que tiene una carga útil y un encabezado interno, H1. La cabecera interno tiene información de origen y destino, en el que el origen identifica el CS 1022 y el destino identifica un grupo de abono. El CS 1022 transmite la trama al PDSN 1024, en el que la PDSN 1024 agrega un encabezado exterior, H2, en el que H2 encamina la trama a al menos un PCF. La PDSN 1024 luego transmite las tramas a los PCF. La transmisión de la PDSN 1024 incluye la carga útil original, la cabecera H1 y la cabecera H2. Como se ilustra, la PDSN 1024 envía una trama de transmisión al PCF1 1026 y envía una trama de transmisión al PCF2 1028. El PCF1 1026 envía una trama de transmisión a los N usuarios en el grupo de abono. El PCF2 1028 envía una trama de transmisión a los M usuarios en el grupo de abono.
[0070] De acuerdo con un modo de realización ejemplar, el CS de radiodifusión envía paquetes IP que contienen contenido de radiodifusión cifrado a un grupo de multidifusión identificado por una dirección IP de multidifusión de clase D. Esta dirección se usa en el campo de dirección de destino de los paquetes IP. Un determinado PDSN 1024 participa en el encaminamiento de la multidifusión de estos paquetes. Después de la compresión de la cabecera, la PDSN 1024 coloca cada paquete en una trama HDLC para su transmisión. La trama HDLC está encapsulada por un paquete de encapsulación de encaminamiento genérico (GRE). El campo clave de la cabecera del paquete de GRE utiliza un valor especial para indicar una conexión portadora de radiodifusión. El paquete de GRE se agrega con la cabecera del paquete IP de 20 bytes que tiene un campo de dirección de origen que identifica la dirección IP de la PDSN 1024, y el campo de dirección de destino usa una dirección IP de multidifusión de clase D. Se recomienda que esta dirección IP de multidifusión sea diferente de la utilizada por el CS de radiodifusión. El sistema 1020 configura al menos una tabla de encaminamiento de multidifusión de los respectivos PCF y PDSN. Los paquetes entregados en la conexión de radiodifusión se proporcionan en secuencia; en el modo de realización ejemplar, se habilita la función de secuenciación de GRE. La duplicación de los paquetes de multidifusión IP se realiza en encaminadores con capacidad de multidifusión.
[0071] En un modo de realización ejemplar, cada PCF se acopla adicionalmente a un BSC (no se muestra), en el que un BSC dado puede duplicar los paquetes y enviarlos a otro BSC. El encadenamiento de los BSC produce un mejor rendimiento de traspaso suave. El BSC de anclaje produce un mejor rendimiento de traspaso suave. El BSC de anclaje duplica la trama de transmisión y la envía con la misma marca de tiempo a sus BSC adyacentes. La información de marca de tiempo es crítica para la operación de traspaso suave ya que la estación móvil recibe tramas de transmisión de diferentes BSC.
[0072] Los expertos en la técnica entenderán que la información y las señales se pueden representar usando cualquiera de una variedad de tecnologías y técnicas diferentes. Por ejemplo, los datos, instrucciones, comandos, información, señales, bits, símbolos y segmentos que se pueden haber mencionado a lo largo de la descripción anterior se pueden representar mediante tensiones, corrientes, ondas electromagnéticas, campos o partículas magnéticas, campos o partículas ópticas o cualquier combinación de los mismos.
[0073] Los expertos en la técnica apreciarían además que los diversos bloques lógicos, módulos, circuitos y etapas de algoritmo ilustrativos divulgados en relación con los modos de realización divulgados en el presente documento se pueden implementar como hardware electrónico, software informático o combinaciones de ambos. Para ilustrar claramente esta intercambiabilidad de hardware y software, anteriormente se han descrito diversos componentes, bloques, módulos, circuitos y etapas ilustrativas, en general, en lo que respecta a su funcionalidad. Que dicha funcionalidad se implemente como hardware o software depende de la aplicación particular y de las restricciones de diseño impuestas en el sistema general. Los expertos en la técnica pueden implementar la funcionalidad descrita de formas distintas para cada solicitud particular, pero no debería interpretarse que dichas decisiones de implementación suponen apartarse del alcance de la presente invención.
[0074] Los diversos bloques lógicos, módulos y circuitos ilustrativos divulgados en relación con los modos de realización divulgados en el presente documento pueden implementarse o realizarse con un procesador de uso general, con un procesador de señales digitales (DSP), con un circuito integrado específico de la aplicación (ASIC), con una matriz de puertas programables in situ (FPGA) o con otro dispositivo de lógica programable, lógica de transistores o de puertas discretas, componentes de hardware discretos o con cualquier combinación de los mismos diseñada para realizar las funciones descritas en el presente documento. Un procesador de propósito general puede ser un microprocesador pero, como alternativa, el procesador puede ser cualquier procesador, controlador, microcontrolador o máquina de estados convencional. Un procesador también puede implementarse como una combinación de dispositivos informáticos, por ejemplo, una combinación de un DSP y un microprocesador, una pluralidad de microprocesadores, uno o más microprocesadores junto con un núcleo de DSP o cualquier otra configuración de este tipo.
[0075] Las etapas de un procedimiento o algoritmo descrito en relación con los modos de realización divulgados en el presente documento se pueden realizar directamente en hardware, en un módulo de software ejecutado por un procesador o en una combinación de los dos. Un módulo de software puede residir en una memoria RAM, en una memoria flash, en una memoria ROM, en una memoria EPROM, en una memoria EEPROM, en registros, en un disco duro, en un disco extraíble, en un CD-ROM o en cualquier otro medio de almacenamiento conocido en la técnica. Un medio de almacenamiento a modo de ejemplo está acoplado al procesador de manera que el procesador puede leer información de, y escribir información en, el medio de almacenamiento. De forma alternativa, el medio de almacenamiento puede estar integrado en el procesador. El procesador y el medio de almacenamiento pueden residir en un ASIC. El ASIC puede residir en un terminal de usuario. De forma alternativa, el procesador y el medio de almacenamiento pueden residir como componentes discretos en un terminal de usuario.
[0076] La descripción anterior de los modos de realización divulgados se proporciona para permitir que cualquier experto en la técnica realice o use la presente invención. Diversas modificaciones de estos modos de realización resultarán fácilmente evidentes a los expertos en la técnica, y los principios genéricos definidos en el presente documento se pueden aplicar a otros modos de realización sin apartarse del alcance de la presente invención. Por lo tanto, la presente invención no pretende limitarse a los modos de realización mostrados en el presente documento, sino que se le concede el alcance definido en las reivindicaciones.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para el entramado de paquetes en un sistema de transmisión inalámbrico que admite transmisiones de radiodifusión, el procedimiento que comprende:
generar una pluralidad de paquetes de capa de IP de protocolo de Internet (2002) para la transmisión, en el que los paquetes de capa de IP (2002) son paquetes de longitud variable y se caracterizan por:
formar una porción de carga útil de capa de integridad (2006), en el que la porción de carga útil de la capa de integridad (2006) comprende múltiples paquetes de capa de IP (2002);
agregar un tráiler (2008) a las porciones de carga útil de la capa de integridad (2006) para formar un paquete de capa de integridad, en el que el tráiler (2008) está configurado para validar la integridad de los paquetes; empaquetar al menos un paquete de capa de integridad en un paquete de capa de empaquetado de longitud fija; y
transmitir el paquete de capa de empaquetado de longitud fija a través de una capa física.
2. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el tráiler es una porción de verificación de errores.
3. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 2, en el que la porción de verificación de errores es una secuencia de verificación de trama.
4. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el paquete de capa de empaquetado de longitud fija comprende:
al menos un encabezado (“header” ) de empaquetado (2010);
al menos una carga útil de empaquetado (2012), cada una asociada con un encabezado de empaquetado (2010) y que incluye múltiples paquetes de capa IP; y
un relleno (2014).
5. El procedimiento de acuerdo con la reivindicación 4, en el que cada encabezado de empaquetado incluye:
un campo de continuación que indica si una carga útil de empaquetado correspondiente es el inicio o la continuación de un paquete de capa de integridad; y
un campo de longitud que indica el número de octetos desde el primer octeto en la carga útil de embalaje correspondiente hasta el último octeto en un paquete de capa de integridad contenido en la carga útil de empaquetado posterior.
6. Un aparato para el entramado de paquetes en un sistema de transmisión inalámbrico que admite transmisiones de radiodifusión, el aparato que comprende: medios para generar una pluralidad de paquetes de capa de IP de protocolo de Internet (2002) para la transmisión, en el que los paquetes de capa de IP (2002) son paquetes de longitud variable, y se caracterizan por:
medios para formar una porción de carga útil de capa de integridad (2006), en el que la porción de carga útil de la capa de integridad (2006) comprende múltiples paquetes de capa de IP (2002);
medios para agregar un trailer (2008) a la porción de carga útil de la capa de integridad (2006) para formar un paquete de capa de integridad, en el que el trailer (2008) está configurado para validar la integridad de los paquetes;
medios para empaquetar al menos un paquete de capa de integridad en un paquete de capa de empaquetado de longitud fija; y
medios para transmitir el paquete de capa de empaquetado de longitud fija a través de una capa física.
7. El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el trailer es una porción de verificación de errores.
8. El aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que la porción de verificación de errores es una secuencia de verificación de trama.
9. El aparato de acuerdo con la reivindicación 6, en el que el paquete de capa de empaquetado de longitud fija comprende:
al menos un encabezado de empaquetado (2010);
al menos una carga útil de empaquetado (2012), cada una asociada con un encabezado de empaquetado (2010) y que incluye múltiples paquetes de capa IP; y
un relleno (2014).
10. El aparato de acuerdo con la reivindicación 9, en el que cada encabezado de empaquetado incluye:
un campo de continuación que indica si una carga útil de empaquetado correspondiente es el inicio o la continuación de un paquete de capa de integridad; y
un campo de longitud que indica el número de octetos desde el primer octeto en la carga útil de embalaje correspondiente hasta el último octeto en un paquete de capa de integridad contenido en la carga útil de empaquetado posterior.
11. Un medio legible por ordenador que comprende instrucciones que, cuando se ejecutan mediante un ordenador, dan como resultado el rendimiento de las etapas de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.
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