用于无线广播系统的汇聚子层的制作方法

专利名称：用于无线广播系统的汇聚子层的制作方法
用于无线广播系统的汇聚子层 背景 1.发明领域 本发明一般涉及无线通信系统，尤其是无线广播通信系统。
2.背景 宽带无线通信网络通常拥有多个服务基站，用于为在对应基站的服务区域中的用 户设备接收或发送信号。当用户在网络服务区域中移动时，用户与其对应的基站之间的通 信通过将用户从一个基站切换到另一个基站来维持。 很多新服务被提供给无线通信载体的客户。 一个这样的服务通过无线通信网络向 客户提供多媒体内容。例如，希望当客户在网络中移动时提供音频/视频内容给客户。
通过无线通信网络提供多媒体内容面临多个挑战。例如，维持希望接收该内容的 大群组客户的双向通信需要使用大量网络资源。此外，当客户在网络中移动并进入和离开 不同基站的服务区域和"越区切换"至无线网络内的不同基站时，保持跟踪客户需要消耗大 量网络资源。 宽带无线网络的问题是标准的空中接口 (第一英里/最后一英里的连接)的缺 乏，以允许数据包传输前往/来自不同核心网络。关于无线空中接口的电气电子工程师协 会(IEEE) 802. 16标准(IEEE 802. 16标准)是一个关于无线城域网的空中接口的标准协议 的例子。为通过宽带无线空中接口 (例如一个IEEE802. 16接口 )传输数据，遵照上层应用 协议的数据需要被映射或汇聚到空中接口协议。尽管IEEE 802. 16标准定义了多个汇聚 层，需要新的汇聚层。也需要降低汇聚协议的开销。 因此，需要改进的汇聚层系统、设备和技术，以通过无线通信网络提供内容(例如
多媒体内容)给客户。
总结 本发明包括如记载的说明书和权利要求书所描述的方法、设备和系统。在一个例 子中，内容被收集起来通过无线通信网络来分发。内容可以包括多媒体数据，例如音频/视 频数据，电影，游戏，音频广播，电视网络节目，或者其他类型的多媒体内容。内容被积累并 封装成稳固的数据流，通过无线通信信道进行广播。 在一个广播数据的实施例中，内容流被汇聚模块接收。汇聚模块将传输包分割并 封装成MAC通用部分子层，或MAC协议数据单元，使得封装后的传输包的尺寸大小与MAC协 议数据单元的尺寸大小相匹配。然后将MAC协议数据单元提供给发射机，该发射机与单频 网络中的多个发射机同步，因此网络中的每个发射机都广播包含MAC协议数据单元的相同信号。 在另一个实施例中，发射机或基站中的汇聚子层接收传输包流。汇聚子层将传输 包分割并封装成中间包格式，以便生成中间包，该中间包的尺寸大小与MAC协议数据单元 的尺寸大小相匹配。MAC通用部分子层将中间包封装成MAC协议数据包，使得中间包不被分 段。将MAC协议数据单元提供给发射机，该发射机与单频网络中的多个发射机同步，因此该 单频网络中的每个发射机都广播一个包含MAC协议数据单元的相同信号。
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在一个封装数据的实施例中，传输数据包流被接收。接收的数据包流的以第一协
议格式化。标识第二协议数据封包的尺寸大小的信息被接收。随后，封数据包流使得其尺
寸大小与第二协议数据封包的尺寸大小相匹配，形成根据第二协议格式化的数据包流，并
将第二协议格式的数据包流提供给发射机，该发射机与单频网络中的多个发射机同步，以
便该网络中的每个发射机都广播包含根据第二协议格式化的数据包流的相同信号。 发射机系统的实施例包括第一协议模块，配置为接收第一协议格式的数据包。系
统还包括第二协议模块，配置为接收第二协议格式的数据包。第一协议模块接收关于第二
协议模块的数据包的尺寸大小的相关信息，并将根据第一协议标准格式化的数据包进行封
装以匹配第二协议标准的数据包的尺寸大小。 以上实施例中，数据包的尺寸大小可以预先确定，或可以提供尺寸大小。例如，下 层MAC模块可提供尺寸大小给汇聚层模块。 在一个实施例中，发射信号为正交频分复用(OFDM)信号。发射信号也包括错误纠 正信息。例如，当内容被封装时，前向错误纠正信息被包含进内容中以提高发射信号的鲁棒 性。 在一个实施例中，内容被编码为手持数字视频广播(DVB-H)数据。该数据在单频 网络中作为OFDM信号被编码和传输，该单频网络使用与电气电子工程师协会(IEEE)标准 802. 16以及全球互通微波存取(WiMAX)论坛开发的传输技术相似的技术。例如，DVB-H MAC 层输出，例如多协议封装(MPE) MPEG-2TS，可以通过输入到WiMAX MAC和PHY层使用OFDM来广播。 本发明的其他特征和优点将随着对以下详细描述和对本发明各方面进行举例说 明的附图而呈现。


本发明的关于其结构和操作的这些和其它方面、优点和细节，将通过学习的示例 附图来理解，其中相同附图标记标识相同部分。附图不需要接比例绘制，重点在于阐明本发 明的原理。
图1是根据本发明示例实施例的用于广播服务网络的通信网络的框图。
图2是根据本发明示例实施例的一个示例广播通信网络的更多细节的示意框图。
图3是根据本发明示例实施例的可以用于广播系统的帧结构示意图。 图4A是根据本发明示例实施例的广播系统的应用层、数据链路层和物理层的示
意框图。 图4B是根据本发明示例实施例的关于IP封装器412的例子的附加细节示意图。
图4C是根据本发明示例实施例的IP封装器412的例子的示例封装示意图。
图5A是根据本发明示例实施例的示例合并(aggregate)内容流的示意图。
图5B是根据本发明示例实施例的提供接收机使用的信息以降低功耗的示意图。
图6是根据本发明示例实施例的协议分层模型和执行程序的相关模块的示意图。
图7是根据本发明示例实施例的在承载协议和其对应的物理层信道间进行映射 的示意图。 图8是根据本发明示例实施例的从汇聚层610到MAC通用部分子层612的数据流向示意框图。 图9是示意根据图6的空中连接管理模块631执行的空中连接管理协议处理的情 况状态图。 图10是示意根据图9的空中连接管理协议的初始化状态处理的情况状态图。 图11是根据本发明示例实施例的示例基站标识(BSID)的示意框图。 图12是根据图9的空中连接管理协议的维持状态协议操作的模块的操作状态图。 图13A是示意根据图9的空中链路管理协议的时间分片状态协议的处理情况的状态图。 图13B是图13A的激活时间分片状态的子状态的状态示意图。 图14是示意根据图9的空中链路管理协议的扫描状态协议的处理情况的状态图。 图15是示意根据图14的扫描状态协议的扫描处理情况的流程图。 图16是示意根据图9的空中链路管理协议的切换状态协议的处理情况的状态图。 图17是示意图6的开销消息模块636的状态的状态图。 图18是示意在基站中的图6的共享信令MAC模块642的状态的状态图。 图19是示意图6的下行链路通信信道MAC协议模块644的状态的状态图。 图20是示意物理层控制协议模块652的状态的状态图。 图21是根据本发明的数据广播方法的一个示例实施例的流程图。 图22是根据本发明的在一个拥有多个发射机的单频网络中接收广播数据的实施
例的流程图。 图23是根据本发明的广播系统中的接收机的示例实施例的框图。
图24是广播系统中的发射机的示例实施例的框图。 图25是为本发明的广播网络中的多个IP内容流分配连接标识符的方法的示例实 施例的流程图。 图26是为本发明的广播网络中的多个IP内容流分配连接标识符的方法的另一示 例实施例的流程图。 图27是管理本发明广播系统中的无线通信链路的方法的示例实施例的流程图。
图28是管理本发明广播系统中的无线通信链路的方法的另一个示例实施例的流 程图。 图29是管理本发明广播系统中的无线通信链路的方法的另一个示例实施例的流 程图。 图30是示意示例协议分层模型和执行遵照传输流汇聚协议栈的程序的相关模块 的示意图。 图31是示意TSCP包头的示例实施例的框图。 图32是示意与基本流(ES)有效载荷(例如多媒体有效载荷)相关的PDU封装和 包头插入，在图30所示的协议栈的不同层。 图33是示意用于发射机或基站侧或广播系统的TSCP状态机的示例实施例的状态 图。 图34是示意用于广播系统的接收机或移动站侧的TSCP模块的状态机的示例实施 例的状态图。
图35是示意用于广播系统的发射机或基站侧的SCP模块的状态机的示例实施例 的状态图。 图36是示意用于广播系统的接收机或移动站侧的SCP模块的状态机的示例实施 例的状态图。 图37是在根据本发明的广播系统中将传输流包汇聚成MAC PDU的方法的示侧实 施例的流程图。 图38是验证TSCP包的方法的示例实施例的流程图。 图39是从TSCP包中获取MPEG-2TS包的方法的示例实施例的流程图。
具体实施例方式
此处公开的这些实施例提供了通过宽带无线空中接口进行通信的方法和系统。阅 读这些描述之后会明白怎样将本发明实施于多种变化的实施例和变化的应用中。但是，虽 然在此描述了本发明的多种实施例，我们应该明白这些实施例只是作为示例而呈现，并不 作为限制。因此，对于多个变化的实施例的详细描述不应被用于对后续权利要求书所提出 的发明的范围和宽度进行限制。 在一个实施例中，描述的系统是一个纯广播系统。换句话说，数据通过无线网络的
基础设施从基站单向传输给网络中的移动站，并且没有移动站到基站的反向通信。这里的
描述中，以下广播系统也指数据广播系统。因为基站是纯广播的，所以对于接收基站信号的
移动站的数量没有限制。也因为没有移动站到基站的方向通信，基站不需要相互通信以便
检测移动站何时准备离开一个基站的覆盖区域并进入另一个基站的覆盖区域。 在一个实施例中，一个覆盖特定地理区域的单频网络(SFN)中的多个基站被同步
并在同一时间发射同一信号。因为一个单频网络中的所有基站发射相同信号并且被同步，
所以该单频网络中的移动站从单频网络中的任一或多个基站接收相同信号，从而提供一种
形式的宏差异(macro-diversity)。随着移动站在SFN中移动，离开一个基站的覆盖区域并
进入另一基站的覆盖区域，不需要"切换"，移动站仅是开始接收来自 一个不同基站的相同
信号。此外，移动站可以组合接收自多个基站的信号，因此从宏差异中获益。 单频网络中的全部基站同时发射相同信号或波形。在一些已知类型的无线通信网
络中，数据以"帧"形式传输，能对每帧的数据使用不通的调制方案和不同的编码速率。此
外，这种已知网络中的一个基站发射的帧与该网络中的其他基站发射的帧不同，因为每个
基站发射不同的数据，并且能使用不同的调制方案和编码速率。此外，这些已知网络中，不
同的调制方案和编码速率也可被用于，例如，给不同的用户提供不同服务质量(QoS)，并且
可以响应通信网络中用户需求的改变而逐帧地改变调制方式和编码速率。与这些已知的网
络相比较，上面描述的本发明的示例广播系统中，单频网络中的全部基站使用相同的调制
方案和相同的编码速率，同步发射相同数据，使得相同信号被全部基站广播。根据此方法，
移动站可以接收来自单频网络中任一基站的传输信息，并将其进行组合以改善移动站在网
络中移动时的操作。 在此描述的单向广播系统相比传统的双向通信系统(例如基于IEEE802. 16标准 的双向系统)在向多个接收设备同时分发内容上有优点。这样的一个优点是，本发明的广 播系统可以利用在传统双向通信系统中效率低的那部分RF频谱。例如，RF频谱被分成很多部分以分配给不同用户，这里有关于设备可以辐射到相邻频谱部分的RF发射水平的规 范。为遵守此规范，一些技术被开发出来。 一个技术是对设备的RF传输进行滤波，但是滤 波需要额外的组件，会增加设备的尺寸和功耗。增加的尺寸和功耗使得在设备中安装足够 的滤波不切实际。在本发明的广播系统中，发射广播信号的基站能支持滤波器的尺寸和功 耗，因为在此广播系统中移动设备不需要向基站发射，它们不需要任何发射滤波。根据此方 法，那些在双向通信系统中无法使用或使用困难的部分频谱可以在本发明的单向广播系统 中使用。 在一个实施例中，内容被编码为手持数字视频广播(DVB-H)数据。该数据在单频 网络中作为OFDM信号被编码和传输，该单频网络使用与电气电子工程师协会(IEEE)标准 802. 16以及全球互通微波存取(WiMAX)论坛开发的传输技术相似的技术。例如，DVB-H MAC 层输出，例如多协议封装(MPE) MPEG-2TS，可以通过输入到WiMAX MAC和PHY层来使用OFDM 来广播正交频分复用(OFDM)或者正交频分多路存取(OFDMA)，共同称为OFDM。图1是根据 本发明一个实施例的用于广播服务网络的通信网络的框图。如图l所示，网络包括移动站 (MS)106和接入服务网络110。在图1，只示出一个MS 106，但通常存在多个MS 106。以下
的描述中，接收站指移动站，但接收站可以是移动的，也可以是固定的。
接入网络110包括广播管理模块111和封装器116。封装器116可以封装多种不 同协议数据，例如，在一个实施例中，封装器可以是IP封装器。广播管理模块111包括至少 一个基站收发机(BTS)或基站(BS)，112a和112b，和单频网络适配器114。接入网络110 也包括IP封装器116。在图1的例子中，示出两个BS 112a和112b，但是接入网络110中 可以包含任意需要数量的BS。接入网络110中的BS使用相同频带发射，使得接入网络110 为单频网络(SFN)。与接入服务网络110通信的至少有一个内容提供者120a。与接入服务 网络通信的通常有多个内容提供者120a-120n。 内容提供者120a-120n提供内容给接入服务网络110。内容包括，例如，数据形式 的音频、视频、图像、多媒体、电影或其他形式的内容。来自内容提供者120a-120n的内容由 接入服务网络110中的IP封装器116接收。IP封装器116收集这些内容或数据，稳固这些 数据以通过无线通信链路发射。IP封装器116可以，例如，执行内容的信道编码和时间分 片(time slicing) 。 IP封装器116将稳固后的数据提供给单频网络适配器114以分发给 多个基站。 单频网络适配器114接收来自IP封装器116的稳固后的数据，将其进行调度以通 过接入网络110中的BS112进行空中广播。对用于多个BS 112a和112b广播的数据的调 度包括同步来自多个BS 112的广播。如以下更多说明，多个BS 112a和112b在同一时间 发射同一数据，因此MS 106可以从多个BS 112a和112b接收相同信号。
来自单频网络适配器114的数据传送给BS 112a和112b以用于空中广播。BS 112a和112b广播信号到被划分为一个或多个扇区的基站覆盖区域。例如，在图1的例子， 第一BS 112a包括被划分为三个扇区122、124和126的广播覆盖区域。使用扇区相比非扇 区BS提供了更好的性能，包括重叠扇区内的多径分集，以及广播更多能量给对应全向天线 的各个扇区。 在一个实施例中，接入服务网络110的BS 112a和112b之间没有直接接口或通 信。如以下更多说明，因为全部基站在同一时间发射同一信号，BS不需要知道那个MS 106在其对应的覆盖区域。换句话说，因为BS只广播，并且它们在同一时间发射同一信号，MS106可以从任一BS接收信号而不用管信号来自哪个BS。此外，MS 106可以从多个不同BS接收信号，并将这些信号组合成相同信号的多个实例。 图2是一个示例广播通信网络的更多细节的示例框图。内容提供者202分发内容给内容处理模块204。内容提供者分发的内容有多种形式包括音频、视频、多媒体和其他形式的内容。内容可以是，例如音频/视频流、动态图像专家组-2(MPEG-2)、MPEG-4、(丽V)、存储数据文件、元数据和其他形式。内容处理模块204接收这些内容，处理它们，并使用例如实时流协议，实时协议，因特网协议(RTSP/RTP/IP)来输出每个内容的流媒体。
在一个实施例中，来自内容处理模块204的媒体被传送给编码/译码模块206，将媒体编码成标准编码兼容流，例如H. 264编码标准。例如，媒体内容可使用H. 264编码，也称作MPEG-4，第10部分。组合音频和视频的编码速率可接近300到400kb/s。在另一个实施例中，内容可由其他资源205提供。例如，在一种实施例中，是"原始"媒体内容，该原始的音频/视频数据被传送给编码/译码模块206。在此实施例中，编码/译码模块206作为一个源编码器来编码此媒体。在另一个实施例中，事先编码的媒体被传送给编码/译码模块206，在编码/译码模块206中媒体被译码成需要的格式。例如，媒体已经被编码成可以从内容资源205接收的一种格式，译码成所需要的另一种编码格式。 编码媒体可以使用例如实时协议(RTP)、用户数据报协议(UDP)和因特网协议(IP)进一步封装。编码模块206的有效载荷被传送给服务器208，在此作为RTP/UDP/IP流发射。RTP/UDP/IP流给传送给IP加密模块210对流加密并将其传送给IP多播内部/外部网络220。 IP多播内部/外部网络220也从ESG服务器222接收关于多种内容的电子服务指南(ESG)信息。IP多播内部/外部网络220可以是私人网络，或虚拟私人网络，或公共网络例如因特网。在这点上，IP加密模块210可选择地提供在系统的其他位置，例如在编码器206、或紧接着编码器206之后，或在IP封装器230和232、或恰在IP封装器230和232之前，取决于IP多播内部/外部网络220的安全等级以及其它因素。 加密内容和ESG数据通过IP多播内部/外部网络220流向IP封装器230和232。在图2的例子，示出了两个IP封装器230和232，但是在广播系统的另一个实施例，存在多于两个的IP封装器，其中每个IP封装器为一个独立SFN服务，或者存在为多个SFN服务的单个IP封装器。每个IP封装器包含于一个单频网络中，例如240和242。
IP封装器230和232在网络接口 234、236接收来自IP多播内部/外部网络220的IP流。如下进一步说明，IP封装器230和232处理IP流并在调制器接口 235、237输出IP/MAC (媒体接入控制)流。IP/MAC流被传送给SFN适配器模块250和252，它们每一个将IP/MAC流以同步方式分发给一个或多个BS。 SFN适配器模块250和252的输出被传送给其相应SFN中的多个BS，260和262。相应地，MS 270可在SFN240的覆盖区域中移动并接收来自该SFN中任一或多个BS 260的广播信号。SFN是基站的集合，这些基站全部以相同调制方案和编码速率运行，并在同一频带上同步发射同一信号。 现在返回IP封装器230和232，如下进一步说明，IP封装器在其网络接口 234和236接收来自IP多播内部/外部网络220的精细交织的IP流，并在其调制器接口 235,237产生粗略交织的IP/MAC流。在一个实施例中，IP/MAC流是MPEG-2传输流(TS)包，其使用多协议封装和前向纠错(MPE-FEC)进一步封装。使用MPE-FEC的所述封装处理将IP包放入以IP源/目的地址信息索引的交织数组中(即，来自IP网络的多个IP流被解复用到缓存中，缓存被用作交织数组)。在一个实施例中，IP封装器计算放置于交织数组中的IP包的里德-所罗门(Reed-Solomon)奇偶校验序列。IP包和里德_所罗门奇偶校验信息都被封装入MPEG-2分段中。这些分段可被进一步分片和封装成MPEG-2传输流(TS)包。当然，应该意识到其他编码、封装和交织形式和协议也可用于形成数据流并且不超出本发明的范围。 在一个实施例中，考虑到MS的功率节省机制，内容流可以被粗略地交织，涉及接下来将进一步详细描述的时间分片。在一个实施例中，精细交织的内容，例如IP编码内容，被接收和缓存，然后缓存的内容被重排成粗略交织的内容。例如，在IP封装器中的缓存使得相应于特定内容("节目")的秒级的IP包能够经由网络接口被连续地或近似连续地接收。此缓存数据然后被封装并使用MPE-FEC进行信道编码，并一次全部发送，形成粗略交织的IP/MAC流。使用这种技术，来自IP封装器的调制接口的TS包被粗略地交织，在数百个毫秒中仅发送一个"节目"的包，紧随其后发送另一节目的较长包组。节目可被看作，例如IP/MAC流的集合，其将在MS中被联合呈现(即电视节目的音频、视频和文字电视广播)，以传递特定内容。这种粗略交织允许移动站的接收者开启并接收特定节目的所需包，然后不接收所传输的属于该移动站不需要的节目的包，以节省功率。这种时间分片的功能显著地节省移动站的功率。 如上面所提到的，IP/MAC流被IP封装器230和232转发，经由SFN适配器模块250和252，到达组成单频网络的每个基站260和262中的调制器。在每个SFN中，全部BS的调制器都是时间同步的。因此，当IP/MAC流被给定SFN中的调制器接收，事实上将发射的信息是相同的，考虑到调制器是时间同步的，使得从SFN的全部调制器中发射的信号相同，或近似相同。 在MS， IP/MAC流必须由移动站的应用层接收并解释。MS的应用解释被包含在IP/MAC流中的服务信息(SI)和电子服务指南(EPG)，并确定聚合IP/MAC流中的哪些内容可用。这就允许用户选择他需要的IP/MAC流，随即允许他的接收器仅获取、解调和转发选定的内容给应用层。 图3是根据本发明一个实施例的可用于该广播系统的帧结构示例图。如图3所示，帧302结构被分成多个子信道304 (图3的纵轴)，每个子信道使用一个载频，不同信道的载频相互正交。帧302也在时间上被分成符号周期306(图3的横轴)。如图3所示，在帧302中，数据可在各个符号周期306中同时承载于每个子信道载波304。如图3所示的帧方案被广泛用于基于OFDM的无线通信系统。 在此系统中，OF匿帧302可被优化用于仅发射系统。如图3所示，帧在符号周期0包括前导信号。在符号周期1和2，帧302包括帧控制头(FCH) 310和下行映射(MAP) 312。通常，FCH310包括帧302的配置信息，例如编码方案、消息长度、可用子信道等。MAP包括下行内容在PF匿帧302中的位置。其余的符号周期314，即符号周期3到N，将承载从图2的IP封装模块230接收的IP/MAC流信息。在一个实施例中，帧302的优化可以实现在例如图1的基站112，或者图2的单频网络适配器250。在另一个实施例中，优化可以实现在广播系统的其他部位。 需要注意的是OF匿帧302没有提供上行链路映射。这是因为，作为一个仅单向广播的服务，MS不需要发射给SFN中的BS。因此发射0F匿帧302后，发射与0F匿帧302结构相似的第二个0F匿帧302。 图4A是该广播系统的应用层、数据链路层和物理层的示例框图。如图4所示，左边的层实现在广播系统的空中接口的发射侧402，右边的层实现在空中接口的接收侧404。在一个实施例中，左边的上两层410和412可由公共SFN模块或广播结构中的其他模块实现，底层414可由如图2所示的SFN中的每个基站实现。在一个实施例中，所有右边的层可由如图1所示的移动站106或如图2所示的移动站270实现。在另一个实施例中，接收层420可以实现在MS中，应用层424和数据链路层422可以实现在与MS相连接的一个设备上。 返回图4A，在发射侧402，编码模块410提供内容IP包给IP封装器模块412。 IP封装器412位于数据链路层的上部，使用外部信道编码和时间交织信息封装IP包，并将所得到的MPEG-2传输流(TS)包传送给位于基站中的发射模块414。空中接口协议管理所述发射模块414和接收模块420的操作。经由空中接口从发射机414发射到接收机420的数据可包含在一个或多个如图3所示的帧中。 在接收侧404，接收模块420输出接收到的MPEG-2TS包数据。上层数据链路层(MPE-FEC接收机)模块422接收MPEG-2TS包，将IP包输出给应用解码模块424。在上层数据链路层(MPE-FEC接收机)模块422，多协议封装以及前向纠错(MPE-FEC)接收机模块提取出时间交织信息并提供基于此信息的输入给接收机模块420，以便接收机节省功率。关于时间交织和反馈功率节省信息请参见接下来进一步描述的"时间分片"。
在广播系统中，接收侧404的移动站通常执行多种功能，例如，搜寻和选择网络，接收和解封装PDU，扫描并在需要时与邻近广播网络(SFN)进行切换，以及使用基站产生的MAC管理消息。 接收侧404的移动站包括空中链路管理模块，用于按照空中链路管理协议(ALMP)管理作为广播网络的附着者的移动站的状态。在典型操作中，当移动站404开启时，它搜寻和选择合适的广播网络，也称为是IP数据广播网络。这可以通过在一组预定正交频率上首次搜索预定前导波形来完成。这些预定频率基于可用频率列表，也可是先前使用频率的缓存。 一旦检测到合适的前导波形，下行链路DL-MAP(图3的项312)中的信息可被获取并用于确定该网络是否为广播网络，或其他类型网络，例如也遵循IEEE802. 16标准的双向通信系统。如果确定该网络不合适，可以使用关于该网络的信息，以改进或加快频率搜寻过程。一旦合适或更好的广播网络被找到，移动站将其接收机模块与该网络同步，并开始接收承载PDU的MAC数据。如果没有找到合适的广播网络，移动站进入功率节省模式，近似于传统蜂窝手持系统中的不在服务区模式。 —旦位于接收侧404的移动站将其接收机与广播信号进行了同步，接收侧404的上层422和424能够同步到达的MPEG-2TS包流。这可以通过使用包含在MPEG-2流中的服务信息来实现。 —旦位于接收侧404的应用层424与到达的IP/MAC流同步，可选择一个或多个流来接收，这样，可以在所需要的包未被发射的时间片期间关"闭"接收机。这种功率节省技术可参见接下来进一步描述的时间分片。当移动站在时间分片时，解释到达的IP流并从IP包中封装的包头中提取完成时间分片所需的信息。这些信息告知接收机所需内容的当前时
12间分片何时结束，以及所需内容的下一时间分片何时开始。知道了所需的时间分片的开始和结束，就允许移动站保持其接收机420 "开启"直到当前所需时间分片完成，然后关闭接收机420直到下一个所需时间分片开始。 图4B是根据本发明一个实施例的关于IP封装器412的例子的附加细节示例图。如图4B所示，IP封装器412包括交织和前向纠错(FEC)模块440。交织和前向纠错(FEC)模块440接收精细交织的IP包，然后对IP包进行粗略交织，加入前向纠错信息，并将内容段输出给传输流封装器模块442。传输流封装器模块442将段封装成传输流(TS)包。
IP封装器412还包括表格分段模块444，用于接收节目特定信息和服务信息，并将这些信息格式化成段。节目特定信息包括节目指南，其包括标识事件开始的信息，例如一个特定节目何时开始。另一个关于节目信息的例子是不同的可用内容的列表。例如，如果内容被实时流化，该信息就包括当前可用的不同内容流的列表。传输流封装模块446接收来自表格分段模块444的段，并将段封装成传输流(TS)包。传输流多路复用模块448接收两个传输流封装模块442和446的输出，并输出聚合传输流。 图4C是根据本发明的IP封装器412的一个实施例的封装器例子的封装示例图。在图4C的例子，IP包460被接收并加上段头和段尾，形成一个多协议封装_前向纠错(MPE-FEC)段462。在一个实施例中，如图4C所示的IP包460包括H. 264编码数据并具有IP， UDP和RTP协议包头。多协议封装_前向纠错(MPE-FEC)段462被加入传输流包464中。在一个实施例中，传输流包464是MPEG-2TS包。 图5A是如图4所示的表现为MPEG-2TS包的示例聚合内容流的示例图。如图5A所示，来自多个源504， 506和508的内容被聚合为聚合内容流502中。内容504， 506和508被粗略交织(如上所述)成聚合流502，其中内容被分组成一个内容流的数据"突发串"，随后是其他各个内容流的数据"突发串"。例如，聚合流502包括第一内容流504a，跟着第二内容流506a，第三内容流508a等，直到所需数量的内容流都被聚合了 。然后，内容流的下一部分被发射。例如，第一内容流的下一部分504b，第二内容流的下一部分506b，第三内容流的下一部分508b被发射。在一个实施例中，内容流的聚合可由图1的IP封装器模块116或图2的IP封装器230实现。在另一个实施例中，聚合由系统的其他模块实现。
在一个实施例中，单个连接标识描述符被分配给所述聚合内容流。例如，单个连接标识描述符可用于该聚合内容流所包含的所有各个内容流。在另一个实施例中，给聚合流502包含的每个内容流各自分配一个唯一的连接标识符。 当移动站需要接收聚合流502中的一个或多个内容流时，所需内容流的突发串之后跟着一段时间的其他不需要的内容流。移动站可使用时间分片技术进一步节省功率，其中时，接收聚合流并对其进行解码的移动站的那一部分(称为接收机)可被开启以获取所需要的内容流，并在不需要的内容流来到期间被关闭。在一个实施例中，关于聚合流中的内容的节目信息被包含在聚合流中。节目信息包括节目指南，其具有用于标识例如一个特定节目何时开始、持续时间等的信息。此外，节目信息可标识当前可用节目，如果内容被实时流化了。 图5A中的过滤流510表示时间分片的情况。在一个实施例中，接收所述内容的设备使用节目信息来识别所需要的内容何时可用，并去激活接收机直到所需要的内容可用。在另一个实施例中，设备使用节目信息来识别哪些内容当前可用，并利用这些信息来从接收的内容中获取所需要的内容。 一旦接收设备识别所需要的内容并同步至该内容，内容流中的附加信息可用于在所需要的时间激活或去激活接收机，以便在其间歇的时间分片中获取内容、同时保存功率。在图5A的例子，聚合流502中的第一内容流504是需要的。如图5A所示，移动站在第一内容流的第一部分504a对应的时间512内开启其接收机。移动站在504a结束后至第一内容流的第二部分504b到达前的时间段514内关闭接收机，以避免接收所需内容分片之间的不需要内容。在时间段516，当第一内容流的第二部分504b被接收时，移动站开启接收机。这样的处理持续到所需内容流结束，或用户选择不同内容流作为所需内容流为止。 在一个实施例中，关于内容流的第一部分对应的时间512和所需要的内容516的下一部分开始之前的持续时间514的信息被传送给接收内容的设备。关于内容流的其他部分的相似信息也被传送给接收设备。根据此方法，接收内容的设备可使用该信息在适当时间开启和关闭接收机的各部分以降低功耗。 图5B是根据本发明一个实施例的提供接收机使用的信息以降低功耗的示例图。如图5B所示，所需内容的第一突发串550后跟着第二突发串552。在图5B所示的例子中，所需内容的突发串由多个段组成。例如，所需内容的第一突发串550由4个段560,562,564和566组成。同样的，所需内容的第二突发串552也由4个段570，572，574和576组成。这些段里可包含用于识别当前突发串何时结束的信息，还可以包含下一突发串何时开始的信息。在一个实施例中，包含在所需内容的第一突发串550的四个段560，562，564和566中的信息包括，指示第一突发串550的结束时间的信息和指示从第一突发串550开始时间到第二突发串552开始时间之间的时间的值580。关于跟随着第二突发串552的所需内容的随后突发串的类似信息，可被包含在所需内容的第二突发串552的4个段570， 572， 574和576中。其它实施例可在一个突发串中包含不同数量的段，也包含关于所需内容的随后突发串的出现的不同信息。 在一个实施例中，聚合流502通过多个OF匿帧发射，每个帧包括相同的连接标识符值。通过这种方法，接收聚合内容流502的全部设备使用共同连接标识符来识别该连接，然后使用关于所需内容出现在聚合流502中的时间的信息来在适当时间开启和关闭它们的接收机。在另一个实施例中，OFDM帧不包含连接标识符。 再回到图5A，在另一个实施例中，聚合内容流502作为多个OF匿帧被发射，每个帧包含一个用于识别帧中内容的连接标识符。换句话说，包含第一内容流504的帧具有第一连接标识符，包含第二内容流506的帧具有第二连接标识符，依此类推。帧还可包含来自多个内容流的数据，并且该帧将包含一个或多个连接标识符来反映帧中的内容。这个实施例中，接收聚合内容流502的全部设备在每一帧开始时都被开启并判断帧中是否包含所需内容。如果包含，设备继续接收内容，如果不包含，设备关闭直至下一个帧开始才开启以确定该帧是否包含所需内容。 在接收所需内容流的各个部分之间的期间514，或不包含所需内容的OF匿帧开始之间的期间，移动站使用其接收机执行其他功能。例如，移动站扫描邻近广播网络。使得移动站能够搜寻邻近广播网络的信息在制造时被编程至移动站，或者由网络通过系统递送描述符(例如MPEG-2服务信息的组成部分)通知给移动站。移动站可扫描这些邻近网络，如果找到广播信号，将其记录下来以备日后使用。如果当前广播网络消失或减弱到不能接受的水平，移动站在对另一个广播网络进行全频率搜寻之前，首先搜寻这些在扫描过程中被 识别的"已发现的网络"以替代广播信号。 r潜尉飾,兄 图6是根据本发明一个实施例的分层模型和根据多种协议来执行处理的相关模 块的示例图。每个协议的一个或多个实例出现在无线空中接口链路的每一侧，发射侧和接 收侧。协议被分组为不同的两种承载协议602和非承载协议604。给定的层通常完全由 支持承载协议602或非承载协议604的模块组成。承载协议是涉及通过空中接口发射/接 收内容(有效负载)数据的协议，非承载协议是涉及通过空中接口发射/接收控制信息的 协议。诸层基于模块类型和与层对应的协议，也被分为承载层和非承载层。承载和非承载 协议可通过多个模块在广播系统的接收侧和发射侧实现。在一个实施例中，实现在接收侧 的协议由移动站的模块实现，例如图1的移动站106或图2的移动站270，实现在发射侧的 协议全部由基站的模块实现，例如图3的基站260。 如上所述，包含承载协议的模块用于内容(有效载荷)数据的传输。承载协议通 常以特定顺序调用，其可形成发射系列和接收系列。在发射侧，用于根据相关协议进行处理 的模块接收服务数据单元(SDU)作为输入，并产生一个或多个协议数据单元(PDU)作为输 出。将SDU转换为PDU的模块需执行多个功能。例如，协议处理模块对SDU进行变换，例如 加密。协议也可给SDU加一个包头或包尾。此外，协议可以将多个SDU组合成一个PDU，此 为一种被称为"打包"的处理，或者协议将一个SDU拆分成多个PDU，此为一种被成为"分段" 的处理。 在接收侧，遵照相关协议进行处理的模块接受PDU作为输入，并产生SDU作为输 出。为将SDU转换为PDU，模块需执行多个功能。例如，协议处理模块对剩余的PDU进行变 换，例如解密。协议也可从PDU去除一个包头或包尾。此外，协议可以从一个PDU中提取多 个SDU，此为一种被称为"去打包的处理，或者将多个PDU去复用成一个SDU，此为一种被称 为"组装"的处理。 再回到图6，会话控制子层模块606包括非承载协议，因此不携带代表其他"承载" 协议的有效负载。该会话控制子层606通常用于系统配置和状态维持。因为这里描述的系 统是广播系统，通常不存在移动站和基站双方保持相互状态的概念。在一个实施例中，会话 控制子层模块606定义的处理和协议被用于配置和供应信息以传播给其他层，或者由基站 到移动站。 与非承载协议会话控制子层模块606相对应的是承载协议上部MAC子层模块608。 承载协议上部MAC子层模块608包括汇聚子层模块610，用于为上部协议/应用提供通道以 便通过空中接口定义的MAC层传输它们的数据。汇聚子层模块610通常支持协议、接口 、封 装和映射来适应上层的需要。 承载协议上部MAC子层模块608还包括MAC通用部分子层模块612。 MAC通用部 分子层模块612中包括调度器模块614和xDU变换模块616。在本发明的广播服务中，调度 器模块614只存在与发射机或基站中。调度器模块614基于调度协议，执行对两种不同类 型承载协议的下行数据信道(DCH)的接入仲裁，以信令传输消息和MPEG-2传输流。xDU变 换模块616基于xDU变换协议，封装接收自汇聚子层610的SDU，形成符合预定物理(PHY) 层容器的特定尺寸的PDU，例如分配区域或混合自动重传请求(HARQ) 。xDU变换模块616传送一帧的PDU和PHY容器列表给安全子层模块618。在移动站中有一个对应模块。移动 站中的xDU转换模块遵照xDU变换协议，将一组PDU重新形成SDU，并将SDU递送给汇聚子 层。 安全控制子层模块620包括非承载协议，为安全子层模块618提供密钥交换功能。 因为安全控制子层620是非承载层，因此它遵照相关协议的处理不携带代表其他协议的数 据。安全子层618遵照提供加密/解密能力的承载协议进行操作。因为安全子层618包括 承载协议，它携带代表其他协议的数据，特别是MAC通用部分子层。 继续通过这些子层，这里有MAC控制子层模块630 。 MAC控制子层模块630提供获 得广播系统、并建立空中链路的能力。MAC控制子层模块630包括非承载协议，因此不携带 代表其他协议的数据。 MAC控制子层模块630包括空中链路管理模块631 ，其遵照空中链路管理协议进行 操作。空中链路管理协议管理确定空中链路状态的全部状态机。空中链路管理协议使用如 下所述的其他协议来管理每个状态功能。此协议与移动站的控制有极大关系，关于初始化、 捕获、时间分片功率管理、扫描邻近单频网络(SFN)、以及SFN之间的无缝切换。空中链路管 理模块及其相关协议模块的处理过程接下来将进一步详细描述。 在空中链路管理模块631的支持下，MAC控制子层模块630还包括初始化状态模 块632、维持状态协议模块633、时间分片协议模块634、扫描状态协议模块635和切换协议 模块637。初始化状态模块632遵照初始化状态协议来操作管理系统捕获和选择。它主要 涉及到移动站，使移动站能够找到广播系统，并选择一个使其用户可用的系统。MAC控制子 层模块630还包括维持状态协议模块633。维持状态协议模块633遵照维持状态协议而操 作，例如在同步到广播信号之后，或者在允许用户浏览实际广播或数据广播之前，移动站使 用维持状态协议模块633。当此模块被激活时，接收机将聚合流传送给上层，上层数据链路 层、网络层和应用层被同步至到来的DVB-H MPEG-2流。这代表第二级的移动站同步(第一 级同步是在波形和帧层次上对广播信号同步)。一旦这些上层都同步，移动站就可进入允许 电池节省的时间分片协议。 MAC控制子层模块630也包括附加模块。时间分片协议模块634遵照时间分片协 议而操作，其主要作用于移动站接收广播数据时。遵照下行链路中的选择内容或组成部分 流，移动站循环开启一些在板上子系统以延长电池寿命。扫描状态协议模块635遵照扫描 状态协议操作，管理移动站如何扫描替换广播系统。在广播信号消失或时间分片协议模块 634的"关闭"状态时，此模块激活。基站广播关于邻近SFN的信息，因此移动站可优化其扫 描列表并延长电池寿命、同时进行扫描。另一个模块是开销消息模块636。此模块遵照开销 消息协议操作，接收开销消息并将其提取信息作为公共数据公开，以供其他协议访问。还有 一个模块是切换模块637。切换模块637遵照切换协议操作，管理当来自当前SFN的信号消 失或减弱时的切换处理。此外，此模块管理无缝切换，处理信号质量和关于邻近SFN的广播 信息。 与MAC控制子层模块630及其非承载协议相对应的是包括承载协议的MAC子层模 块640。 MAC子层模块640包括遵照用于物理层处理MAC PDU的承载协议的模块。因为它 包括承载协议，所以它携带用于其他协议的数据。MAC子层模块640中包括共享信令MAC模块642，其遵照共享信令MAC协议操作。此协议在基站发送、或在移动站接收共享信令控制PDU。在基站中，共享信令MAC模块642将共享信令控制PDU映射到下行链路MAP信道(MCH)物理层信道。被映射到该信道上的控制PDU是压縮MAP。在移动站，控制PDU由共享信令MAC模块642接收，并被遵照下行链路通信MAC协议操作的下行通信MAC模块644所使用。下行链路通信MAC协议将MAC PDU放置于DCH物理层信道，以及从DCH物理层信道中提取MAC PDU。全部MAC PDU(无论是MAC管理PDU，还是来自应用的PDU)都流过此协议。 在MAC控制子层630和MAC子层640之下分别是物理控制层模块650和物理层模块660。物理层控制层650包括遵照物理层控制协议操作的物理层控制模块652。物理层控制模块652控制物理层(PHY)的激活，并通知其他协议同步丢失。 物理层660提供空中链路消息的物理层传输。它包括承载协议，因此携带用于其他协议的数据。物理层660中包括遵照物理层协议操作的物理层模块662。该协议描述了OF匿的物理基础，包括物理层使用的消息，和对帧结构和定时的大致介绍，以及OFDM。此协议定义了数据如何在物理层上发送的细节，包括编码、子信道分配、调制等。
图7是承载协议和物理层信道之间映射的示意图。物理层信道是如图3所述数据帧302在时间和频率上的一个或多个区域，其中特定MAC PDU使用由特定物理层信道指示的PHY参数来发射。例如，物理层协议662映射帧控制包头信号(FCH)702。信道是在携带下行链路帧前缀(DLFP)PDU的两个实例的时分双工帧的开始时出现的物理层信道。DLFPPDU以特定方法映射到FCH，其保持逐帧不变。 在空中接口的实施例中存在三个物理层信道。在此实施例中，物理层信道包括下行链路FCH信道(FCH) 702、下行链路MAP信道(MCH) 704和下行链路数据信道(DCH) 706。物理层协议662映射到FCH信道702。共享信令MAC协议映射到MCH 704，下行链路数据信道MAC协议644映射到DCH706。 MCH 704将下行链路MAP PDU从基站带到移动站。DCH将MAP PDU从基站带到移动站。 返回图6，MAC控制子层630包括空中链路管理模块。空中链路管理模块631遵照空中链路管理协议操作，负责MAC控制子层630的通用状态机的实现。每个不同状态的功能在基于定义该状态的协议中实现。空中链路管理协议通过激活和去激活所述状态实现协议来管理状态间的过渡。这是基站中的伪空中链路控制模块，但它不保持状态。
汇聚子层 如图8所示，汇聚子层610包括传输流汇聚协议(TSCP)模块808和信令汇聚协议(SCP)模块806。在一个实施例中，TSCP模块808将较高层次包映射成MAC PDU。例如，TSCP模块可将MPEG-2传输流包映射成可通过无线空中接口传输的MAC PDU，例如与802. 16标准近似的OF匿接口 。 TSCP模块808也给每个MAC SDU分配一个连接ID。在一个实施例中，TSCP模块670将形成DVB-H内容的MPEG-2传输流映射成MAC SDU。 SCP模块806将较高层次的包映射成MAC SDU。 SCP模块806映射用于例如通知系统基础特征的信令消息，但不携带数据。 关于汇聚子层模块610的更多细节接下来联系图30至37进行描述。
MAC通用部分子层 接下来是关于MAC通用子层模块，即图6的项608的更多细节。MAC通用子层模块608用于数据传输操作。情况包括同步在PHY层的帧传输，用ODU填充下行链路分配区或容器，以及必要的分段。MAC通用子层模块608将SDU从上层承载协议模块调度到OF匿
PHY分配区或容器中。调度器的情况包括 1.此调度器只需支持两种上层承载协议 (a)使用下行链路的主要带宽的恒定广播数据流。此承载协议完成自身分段来避免MAC层分段的开销。 (b)恒定但稀疏的SDU流，其具有最高优先级，从其他类型流中"偷"带宽，并在某些情况下允许MAC层分段。 2.此调度器不动态形成传输数据帧结构。帧结构是恒定不变的。OF匿层不逐帧改变，其在极长时间里保持恒定，也许只在对调制器升级时才改变。这与典型的IEEE802. 16设备相反，在典型的IEEE802. 16设备中，调度器对帧结构和PHY调制和编码模式进行控制。
3.此调度器不使用QoS功能。服务流下行链路带宽需求由来自上层的恒定流来指示。 图8是数据流过MAC通用部分子层608的示例图。如图8所示，开销消息802和内容数据(例如MPEG-2传输流804)在汇聚子层610被接收。信令汇聚协议模块806处理开销消息，内容汇聚协议模块808处理内容数据。从信令汇聚协议模块806和内容汇聚协议模块808输出的PDU被传送给MAC通用部分模块612中的调度器模块614。调度器模块614处理开销消息和内容数据并输出组合PDU给xDU变换协议模块616。 XDU变换协议模块616的输出被传送给下行链路通信信道MAC模块644。 xDU变换协议模块616将MAC SDU变换成与IEEE802. 16PDU(有通用MAC包头(GMH))相兼容的PDU。 xDU变换协议模块616包括以下情况 1.不使用双向的协议过程。例如，不注册，不用基本能力协商，不用DSx，不用ARQ，
不用上行链路带宽许可等。 2.不将多个SDU打包成单个PDU。 3.支持SDU的尺寸达到最大PDU有效负载尺寸，例如，到达2041字节。换句话说，上层承载协议不允许发送超出预定上限，例如2041字节的SDU。 4.如果需要，协议模块将SDU分段成多个PDU以利用OF匿PHY分配区。例如，一个典型情况是PDU "开始"于分配区中，并且其字节数将超出这个区，协议模块将此PDU分段，将第一段放在当前分配区并将其他分段放在随后的分配区。 5.协议模块支持静态服务流建立。静态的含义是当另一个协议(例如上层承载协议)使用xDU变换协议模块建立服务流时，它立即激活，可用并转变成服务流激活状态。
6. xDU变换协议模块不生成或处理MAP。 7.基站中的xDU变换协议模块将SDU映射成PDU，然后映射成分配区或HARQ包，
使得移动站(接收机)可以相同顺序提取PDU，然后是SDU。 8.分配区的顺序是清楚的，因此以下两种情况都定义分配顺序 (a)它们相应的IE在MAP中的顺序。 (b)每个分配区的最低符号数的顺序。并且如果两个分配区具有最低符号数，具有最低子信道数的分配区为第一。 9. xDU变换协议模块将PDU相应地映射到分配区，在分配区中定义PDU的映射和发射顺序。
在基站，xDU变换协议模块的原理是用MAC-SDU，生成有适当GMH和分段子包头 (如果需要)的MAC-PDU，其尺寸适于填充PF匿分配区，或0F匿容器。在移动站的接收机， xDU变换协议模块去除GMH，并且如果需要的话进行组装，以产生SDU。 xDU变换协议模块然 后将SDU解复用(基于CID)到下一个上层承载协议(即，选择汇聚子层)。
MAC控制层 接下来是MAC控制子层模块，即图6的项630的进一步细节。MAC控制子层模块 630包括遵照空中链路管理协议操作的空中链路管理协议模块631。图9是基站的空中链 路管理模块(图6的项631)根据空中链路管理协议进行的处理流程状态示意图。移动站 的空中链路管理协议可处于五个状态之一 初始化状态902、维持状态904、时间分片状态 906、扫描状态908和切换状态910。 进入初始化状态902时，基站查找频率列表以寻找广播网络。当找到广播网络时， 初始化状态使能共享信令MAC协议(图6的模块642)使得MAP被解析成公共数据。MAP信 息可用于确定服务提供者和其自身地理区域。移动站也使用此信息来精细其搜寻列表。当 确定了此区域中的哪个服务提供者是最可接受的，移动站退出初始化状态902，系统进入维 持状态904。如果没找到服务提供者，移动站周期性地重复频率搜寻直到找到满意的服务提 供者。 在维持状态904，移动站不对接收信号时间分片。当移动站不时间分片时，物理层 协议接受的全部PDU被传送给MAC子层。需要注意在这个状态，因为没有时间分片，移动站 将消耗比在时间分片状态时显著更多的功率，因为接收机一直开启以捕获全部PDU。上层 (上部数据链路层和网络层)需要维持状态904以通过检查聚合接收流(图5中的502)来 确定应用层希望接收哪些多播IP流。 一旦需要的IP流被选定，进入时间分片状态906以 节省功率。 在时间分片状态906，移动站中的用于接收广播数据的那部分(称作接收机)在适 当时间开启和关闭，来从聚合流中接收和提取所需要的内容流，在不需要的内容流到达期 间节省功率。用于完成时间分片的信息经由来自上层和公共数据的元语(primitive)而提 供给此状态。 在空中链路管理协议631的控制下，从时间分片状态906进入扫描状态908。当上 层选定的所需流不再被基站的调制器发射时，进入扫描状态908，以便不丢失应用级数据。 在此状态，移动站基于预编程入移动站的信息和接收自当前同步的广播接入网络的信息， 扫描邻近网络。在扫描状态908，当来自当前广播网络的信号消失或减弱时，邻近网络作为 当前广播网络的可能替代而评估。 在当前广播接入网络的信号减弱或消失时，从时间分片状态906进入切换状态 910。在此状态，检查由扫描状态908(在时间分片状态906的"关闭"时间中)检测到的 广播接入网络作为当前网络的替代物的适当性。如果找到合适的网络，重新进入维持状态 904，不然重新进入初始化状态902。切换状态910的存在是为了快速获取新网络，而不是简 单地激活初始化状态902，其通常会在寻找广播接入网络时变慢。如果切换状态910不能快 速获取网络，则激活初始化状态902。
初始化状态902 在初始化状态902，空中链路管理模块631在移动站操作初始化状态协议来捕获
19广播接入服务。图10是根据空中链路管理协议的初始化状态902进行处理的状态示意图。
初始化状态902使用在移动站中使用的控制协议来捕获来自广播接入服务网络的信号。可基于多种因素来选择广播接入网络。例如，在一个实施例中，选择是基于移动站所能使用的近期使用频率的近期使用列表(RUL，其为缓存表或列表)以用于搜寻广播网络。选择也可基于全部可用频率的全部列表和基于地理位置信息的首选漫游列表(PRL)。使用地理位置信息可加快网络选择过程的速度。例如，可使用表格将基站ID/网络ID映射为地理位置。然后，使用广播信号中的信息，例如基站ID或网络ID，来创建定制的首选漫游列表。 初始化状态902协议开始于不活动状态1002。这是协议的初始化状态，协议在此等候激活命令。接收激活命令时，转变成近期使用列表(RUL)搜寻状态1004。在RUL搜寻状态1004，协议试图使用缓存表(例如可能频率的近期使用列表(RUL))来捕获并同步广播接入服务网络。协议在两个情况下离开此状态成功捕获RUL中包含的一个频率；或者RUL中的频率没有一个被捕获。 在HLL搜寻状态1006中，协议使用最大似然列表(HLL)来搜寻广播接入服务网络。与RUL搜寻状态相似，协议在找到一个网络或找不到广播接入服务网络的情况下离开此状态。 在不在服务区状态1008，协议停留一段时间，等待捕获广播网络的另一次尝试。在此状态，移动站不需要操作其接收机，因此可最小化其功耗。在此状态花费的时间量将是协议如何变化到此状态的函数。不在服务区状态1008不应与其他任何组成缺省空中链路管理协议的子协议的功率节省状态相混淆。 还存在一个首选漫游列表(PRL)搜寻状态1010。在此状态，协议使用从RUL或HLL或两者得到的地理位置信息，来查找数据库以在频率列表中搜寻首选广播网络，从而创建首选漫游到表(PRL)。 PRL也可基于多种参数(例如成本或其他用户偏好)来进行优先级排序。成功捕获并同步一个适当的广播接入服务网络时，从PRL搜寻状态1010到广播网络捕获善状态1012的转变出现。用于PRL搜寻的数据库可通过制造而包含在设备中，或者下载到设备中。此外，在设备的生命周期中可管理并升级此数据库。 现在描述初始化状态902的各种状态之间的变换。在非活动状态1002，移动站等待接收命令来激活它。接收命令时，协议在RUL搜寻状态1004使用RUL进入搜寻频率列表过程。在RUL搜寻状态1004，协议等待搜寻频率列表过程的结果。此过程可得出两个可能结果之一。此过程可返回地理位置，指示移动站在地理上位置何处。此地理位置用于在首选漫游列表(PRL)数据库中进行索引。如果PRL数据库有一项，协议变换成PRL搜寻状态1010。如果在PRL数据库没有基于该地理位置的项，协议变换成初始功率节省状态1008。如果使用RUL不能确定地理位置，协议再次进入搜寻频率列表过程，此次使用最大似然列表(HLL)作为参数。进入此过程后，协议变换成HLL搜寻状态1006。 协议停留在HLL搜寻状态1006，等待搜寻频率列表过程的结果。像在RUL搜寻状态1004 —样，搜寻频率列表过程的结果可以指示地理位置或不指示地理位置。如果确定了地理位置，协议在PRL数据库中寻找PRL。如果找到一个，协议在PRL搜寻状态1010中使用PRL作为参数进入搜寻及捕获过程。如果在HLL包含的频率中没有找到信号，协议变换成初始功率节省状态1008。
在搜寻和捕获过程执行时，协议停留在PRL状态1010。如果过程成功，其返回一 个信号指示在PRL中找到一个广播网络。协议状态机然后变换成广播网络捕获状态1012。 如果在PRL中没有找到广播系统，这暗示不存在广播网络，其有助于确定地理位置，但是广 播系统不存在。这种情况下，协议变换成不在服务区状态1008。在不在服务区状态1008， 协议在一个时间段内空闲(从"发送状态"提供时间段给此状态)，然后在此时间段结结束 时离开此状态。此状态的空闲时间段的维持时间由不在服务区状态1008之前协议所处的 那个状态来确定。 —旦在PRL中找到广播信号，协议就进入广播网络捕获状态1012。在执行某些任 务时，协议停留在此状态。执行的任务包括输入中心频率、带宽、NAPID、 NSPID和NSP标识 符标志(移动用户通过些找到广播服务形成RUL，如果其还不存在的话)。 一旦任务成，协 议变换成非活动状态。 可周期性清除近期使用列表中的过时项。 一项数据在其终止时变为过时项。移动 用户原籍网络的项具有无限的终结期，因此将不被清除。 搜索和捕获处理获得频率列表并尝试前导信号捕获和同步。提供频率列表给该处 理。通常此频率列表是PRL，但是所述处理不局限于PRL。从列表中选择频率，寻找前导信 号，如果找到了 ，尝试MAP检测。理想地，在一个已知携带有广播信号的频率上搜寻信号时， 应该只检测到一个前导序列。 图11是基站标识符(BSID) 1102例子的示例框图。在此实施例中，BSID1102包括 网络接入提供者/网络服务提供者(NAP/NSP)ID1104， NSP标识符标志1106，未定义区域 1108和扇区IDlllO。将NAP ID 1104，BSID 1102的高24个比特，与频率列表项的NAP ID 比较。如果此NAP ID 1104与此列表的项相匹配，则网络被接受。如果NAP ID 1104与此 列表的项不匹配，则网络被拒绝。然后选择另一个前导索引或另一个频率，并重复前导/MAP 检测过程。 在网络接入提供者与网络服务提供者不同时，NSP ID 1104被接收和比较。BSID 的24个最不重要比特中的最重要比特指示网络接入提供者与网络服务提供者不同。在开 销消息中周期性地广播NSP ID 1104。如果移动站要求NSP ID1104与频率列表中的信息相 匹配，而其不匹配，则选择一个新频率。如果使用搜寻列表提供的频率找不到合适的网络， 则处理返回调用处理。 返回图11，48比特BSID1102的高24个比特被定义为网络接入提供者(NAP) ID 1104。 NAP Id用于识别接入网络的所有者和操作者，S卩，谁操作该接入服务网络。网络服务 提供者(NSP)可以是端到端服务和其他事务(例如计费、鉴权、安全等)的一个或多个提供 者。 一些部署情况下，网络接入提供者和网络服务提供者是相同的。此情况在BSID 1102 中由NSP标识符标识1106(BSID的24个最不重要比特中的最重要比特)被设为0 (零)来 指示。因为这种情况(称为NAP+NSP)， NAP ID 1004和NSPId是相同的。对此处描述的广 播系统来说，通常NAP和NSP是相同的。 基于NSP ID 1104的2个最重要比特的值，描述两个可能格式中的一个。在一个例 子中，如果NSP ID 1122的前两个比特读作"OO"而其余的22比特仅仅为全局分配的标识 符1124，意味没有特意为地理位置设定比特。地理位置必须通过平查找表来确定。如果NSP ID 1122的前两个比特读作"ll"而其余的22比特根据ITU-T建议E. 212(ITU_T E. 212)被划分，前10比特指示移动国家代码(MCC) 1126，最后12比特指示移动网络代码(丽C) 1128。粗略的、特定国家的地理位置通过解释MCC 1126得到。然后丽C 1128用于确定接入网络的操作者。 BSID的23个最不重要比特用作网络元件标识符(NE ID) 1130。这些比特与NAP/NSP Id相结合，允许移动站一旦接收到BSID就可确定其地理位置。
维持状态904 返回图9，空中链路管理模块631从初始化状态902变换成维持状态904。遵照维持状态协议操作的模块提供给了移动站在没有特定通信流/项目被选择以接收时监测空中链路的能力。维持状态协议允许完整的未过滤的聚合流到达汇聚子层之上的层。这允许上层数据链路和网络层与到达包流同步而没有任何接收器时间分片。 在广播基站中没有操作维持状态协议的模块。图12是示意遵照维持状态协议操作的模块的操作状态的状态图。如图12所示，非活动状态1202是此协议的初始化状态，协议在此等待激活命令。接收激活命令时，变换成监测状态1204。在监测状态1204，移动站使用DL通信MAC协议来连续地监测下行信道。在此状态，移动站RF接收机电路连续开启。接收去激活命令时，变换回非活动状态1202。
时间分片状态906 空中链路管理模块631如图9所示，从维持状态904变换成时间分片状态906。此协议仅在移动站的模块上可应用，在其希望在高效功率模式下接收内容通信流时，提供移动站使用的进程和消息。 图13A是根据时间分片状态906进行处理的情况的状态示意图。开始于非活动状态1302，遵照时间分片协议操作的模块等待激活命令。接收激活命令时，变换成活动状态1304。在活动状态1304，移动站接收下行数据信道上的通信数据。 图13B是活动状态1304的子状态的状态示意图。第一个子状态是RF ON子状态1320。在RF ON子状态1320，移动站的RP部分激活，同时进行接收信号的解调。这对应于特定服务的时间片突发串的ON时段，例如图5的项512。在时间片ON间隔结束时，变换成PF OFF状态1322。在PFOFF状态1322，移动站的RF部分通过例如去除或降低其功率而被去激活。这对应于特定服务的时间片突发串的0FF时段，例如图5的项514。当下一个时间片的ON周期的开始将要到达时，变换回RF ON状态1320。 当处于RF ON状态1320时，移动站激活操作承载协议的模块。在此状态，MS应开
启RF接收机，并具备接收来自BS的下行数据的能力。移动站持续接收下行数据通信并将
其发送到上层，直到此时间片周期结束，移动站变换成RFOFF状态1322。 在RF 0FF状态1322，移动站去激活操作承载协议的模块，并去激活或关闭其RF部
分以保留电池能量。在此状态，移动站持续处理(发送到上层)在此时已被接收的数据。MS
应停留在此状态直到下一个时间片周期出现，在那个时候变换成RF ON状态1320。基于接
收机实现，移动站需要在时间片周期开始前一些时间开启其接收机，以便运行一些移动站
要求的同步进程来与基站同步。 扫描状态908 回到图9，空中链路管理模块631从时间分片状态906变换成扫描状态908。扫描状态模块635可实现扫描状态协议，其利用在时间分片 间接收机的射频(RF)部分被关闭的时间来搜索以来扫描邻近广播网络。接收机的RF部分通常在时间分片状态协议的一个 子状态期间关闭。 实现扫描状态协议的扫描状态模块将基于嵌入在移动站中的信息(例如首选漫 游列表)和当前广播接入网络提供的信息(例如网络声明列表(NAL))来扫描广播网络。
此协议可被由空中链路管理模块631实现的缺省空中链路管理协议激活及去激 活，从而不干扰时间分片状态模块634的操作。随着网络被发现，与描述被发现网络有关的 信息被编辑到已发现网络列表(FNL)。此协议的责任是维护FNL。扫描状态模块通常不存 在于基站中。 图14是示意根据扫描状态908的处理情况的状态图。如图14所示，扫描状态模 块开始于协议的非活动状态1402，并等待激活命令。扫描状态模块然后变换成扫描状态 1404，在此该模块扫描邻近网络。 —旦进入扫描状态1404，协议进入扫描搜寻频率列表过程。如果一个状态存在于 该协议的先前激活中，扫描搜寻频率列表过程使用此状态进入。否则扫描搜寻频率列表使 用网络声明列表作为参数。 —旦NAL被扫描，使用PRL作为参数重新进入扫描搜寻频率列表过程。当两个列 表都被扫描，过程完成并且模块变换成非活动状态。 图15是示意扫描过程情况的流程图。流程开始于块1502，在块1504，从可能包括 广播网络的可能频率列表中选择一个频率。流程继续到块1506，选择的频率被扫描。典型 地，扫描过程确定是否在选择频率上检测到预定的前导信号，以及接下来是否接收到MAP。
流程继续到块1508，在此评价MAP以确定所发现网络是否为广播网络。流程继续 到块1510，使用所发现广播网络更新已发现网络列表。然后流程继续到块1512并结束。
切换状态910 图9中的空中链路管理模块631从时间分片状态906变换成切换状态908。切换 状态模块637实现切换状态协议，其由移动站在与当前广播接入网络失去连接或者与当前 广播网络间的连接减弱到可接受的质量度量之下时进入。该切换状态协议搜索扫描包含在 已发现网络列表(FNL)中的频率，以尝试捕获替代广播接入网络。FNL由扫描状态模块635 创建和维护。 此协议被标做"切换"，但是引起此协议的激活的事件和此协议执行的操作并不完 成典型蜂窝意义下的切换。此协议基于快速捕获广播接入网络的目的而存在。触发此协议 的事件是当前广播网络的丢失，或网络连接的减弱。这种形式的切换被视为"硬切换"。
移动站中的切换模块647可实现切换协议。图16是示意切换模块647实现切换协 议的状态的状态图。切换模块647开始于非活动状态1602，其中该模块等待激活命令。接 收激活命令时，该模块变换成搜索状态1604，在此移动站，该模块使用在先前扫描状态635 中确定的已发现网络列表(FNL)的项来搜寻合适的前导信号。如果找到合适的前导信号， 指示找到了合适的广播网络，新网络被捕获，模块变换回非活动状态1602。如果没有找到合 适的前导信号，指示没有找到合适的广播网络，指示协换捕获失败，模块变换回非活动状态 1602。 开销消息模块636 下级MAC控制子层也包括开销消息模块636用于实现开销消息协议。开销消息模块636可实现在图1的基站112，或者图2的单频网络适配器250或基站260。
在一个实施例中，在基站，开销消息模块实现发送开销消息到信令汇聚协议的开 销消息协议。在一个实施例中，在基站，开销消息模块实现开销消息协议来从信令汇聚协议 接收开销消息。开销消息模块还对开销消息进行必要的监督管理以维持MAC层的功能。该 模块将提取的信息作为公共数据公开，用于其他协议访问。 开销消息的例子包括下行链路信道描述符(DCD)消息和系统身份信息_高级 (SII-ADV)消息。 这些信息是独特的，它们涉及多种协议，因此被分别指定。开销消息模块实现与这 些消息的发射、接收和管理有关的进程。这是一个控制协议并且该协议的发射单元是消息。 其不携带用于其他层或协议的有效载荷。此协议使用信令汇聚协议来发射和接收消息。
图17是示意开销消息模块636实现的开销消息协议的状态的状态图。在移动站， 开销消息模块636开始于非活动状态1702。此为该协议的初始状态，在此协议等待激活命 令。此状态仅在移动站可用，并在移动站没有获得基站或没有要求接收开销消息时出现。
在一个实施例中，移动站开销消息模块636在非活动状态1702开始该协议，基站 开销消息模块636在开销消息发射/接收状态1704开始该协议。 在一个实施例中，基站开销消息模块636可增加新的开销消息。移动站开销消息 模块636可以丢弃具有其不认识的消息ID字段的开销消息。在另一个实施例中，基站开销 消息模块636可在现有开销消息中增加新字段。这些字段可加在消息的末尾。
当移动站开销消息模块636处于开销消息发射/接收状态1704时，其开始接收开 销消息并将开销消息的内容作为公共数据提供，以使得其对于其他MAC模块可用。当基站 开销消息模块636处于开销消息发射/接收状态1704时，其可作为来自相关的低级MAC协 议的开销消息的发射通道。
MAC子层 接下来是图6的MAC子层模块640的一个实施例的进一步细节。在这个实施例， MAC子层640运行可实现在系统中的多个组件中的处理，例如在图1的基站112和移动站 106，或者图2的IP封装器230，单频网络适配器250，基站260或移动站270。
MAC子层640包括实现共享信令MAC协议的共享信令MAC协议模块642。共享信 令模块负责MAP PDU的生成(在基站)和消耗(在移动站)。该协议是唯一指示物理层协 议发送到(在基站)MCH和从MCH接收(在移动站)的协议。在移动站，该协议用于监督管 理MAP PDU. MAC子层640也包括实现下行通信信道MAC协议的下行通信信道MAC模块644。下 行通信信道MAC模块644用于指示物理层协议发送到(在基站)MCH和从MCH接收(在移 动站)DCH。在基站，该协议使用来自xDU变换协议的PDU序列，并形成恰好装入DCH的有效 载荷的mega-PDU。在移动站，该协议将使用经由DCH接收的mega-PDU，并为xDU变换协议 产生不需要进行任何物理层补位的PDU序列。
共享信令MAC模块642 在一个实施例中，共享信令MAC模块642运行多种功能，包括定义MAP PDU ;
将MAP PDU映射到基站的MCH物理层信道；禾口 控制移动站的物理层，因此其接收MCH并将MAP PDU传送给该协议。
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在一个实施例中，MAP PDU包含移动站的下行链路通信MAC协议需要的信息来控 制物理层协议。该信息通过移动站中的该协议被接收并与下行通信MAC协议共享。MAP PDU 被映射到MCH。 MCH在广播物理层帧中占据相同的位置。MAP PDU源自于基站，被移动站接 收和解释。 在基站，MAP的组成被基于MCH的尺寸和不由该空中接口定义的调度实体的限制 所约束。调度实体具有网络宽范围，确保单频网络中的全部基站产生恰好相同的MAP。
图18是示意基站的共享信令MAC模块的一个实施例的状态的状态图。在基站，该 协议由单个状态(称为激活状态)而实现。如图18所示，移动站开始于非活动状态1802。 当此模块接收到激活命令时它变换成激活状态1804，它在此停留直到接收到去激活命令。 在激活状态1804，共享信令MAC模块的基站实例发射，并且移动站的模块实例经由MCH物理 层信道接收MAP PDU。 在基站，MAP PDU映射到MCH。在一个实施例中，MCH使用QPSK调制以1/2巻积 turbo编码速率发射。这些对MCH的要求意味着在此信道中每个时隙包括6个数据字节。
在一个实施例中，MCH可在物理层帧的第一符号群组中发射，其是PUSC区域。MCH 将只占用第一符号群组的剩余部分，不会溢出到第二符号群组。这些要求对在子信道的MCH 的尺寸产生限制。被限制的尺寸依赖FFT的尺寸。在第一符号群组之后有一个可选的区域 切换。 在一个实施例中，MAP描述的物理层信道可以是DCH。 DCH可使用巻积编码或巻积 Turbo编码。DCH可使用带有递增冗余(IR)的巻积Turbo编码。DCH可开始于第二符号群 组的第一时隙并包含物理层帧的剩余部分。DCH的区域类型可以是PUSC或带2/3天线空时 编码(STC)的PUSC。如果区域类型是2/3天线STC，这暗示第一符号群组之后的区域切换。
在一个实施例中，物理层波形的基础参数和带有循环前缀的所得符号持续时间， G，都为1/4和1/8。使用适当的符号时间，每帧的符号数量和接收-接收间隙(TRrg)可计 算，使用以下规则来确定TRrg。 1. TRrg是从TTdd帧减去能装入TTdd帧的的最大整数个符号之后的剩余 2.如果TRrg少于45微秒，则TRrg递增一个符号持续时间，并且每TTdd帧的符号
数量递减一个。 在一个实施例中，接收-接收间隙可加入到广播中以允许帧同步技术，其依赖于 超出符号持续时间的循环前缀检测之间的间隙。在一个实施例中，接收_接收间隙可不少 于45微秒，因为这代表符号持续时间的大约50%，因此将对循环前缀间隙检测算法产生足 够强的信号。 在一个实施例中，H-ARQ用于物理层中，在DCH中有单个H_ARQ区域包含整个DCH。 在此H-ARQ区域，存在多个子突发串。每个子突发串占用的时隙的数量不同。此H-ARQ区 域的总尺寸，以及DCH，依赖于FFT的尺寸。DCH开始于跟随第一符号群组的第一符号(第 一符号群组包括FCH和MCH)。在一个例子，DCH开始于符号号码3，前导信号占用符号号码 0， FCH和MCH占用符号1禾口 2。 典型地，每一个H-ARQ子突发串携带一个H-ARQ包。在一个实施例中，此包的尺 寸可根据此集合变化:{48,96， 144， 192， 288， 384，480，960， 1920， 2880， 3840，4800，9600， 14400， 19200,24000}。如果选择的H-ARQ包尺寸大，则需要较少的子突发串来填充整个DCH。如果选择的H-ARQ包尺寸小，则需要较多的子突发串来填充整个DCH。
荷錄路诵衞言i首MAC微 下行链路通信信道MAC模块644将从xDU变换模块616接收的下行链路MAC PDU 映射到基站的物理层信道(F-DCH)。在移动站，xDU变换模块616协议提供从物理层信道 (F-DCH)中提取下行链路MAC PDU的能力，并对它们进行处理以便接收。该模块处理全部的 MAC PDU，包括MAC管理PDU和应用PDU。 图19是示意下行链路通信信道模块644的状态的状态图。移动站中的该模块开 始于非活动状态1902，该模块在此等待激活命令。此状态仅在移动站可用，在不要求移动 站接收下行链路通信时出现。接收激活命令时，，该模块变换成PDU发射/接收状态1904。 在PDU发射/接收状态1904，基站发射固定/定变长度的PDU。在此状态，移动站接收固定 /可变长度的PDU。 移动站接收激活命令时，进入PDU发射/接收状态1904。当移动站处于PDU发射/ 接收状态1904时，其开始从F-DCH的物理层协议接收PDU，并开始将PDU传送给基站的xDU 变换模块616。当处于PDU发射/接收状态1904时，移动站监控接收自物理层协议662的 PDU，并且如果在显著时间间隔中没有接收到PDU则指示失败。移动站通过接收去激活命令 离开PDU发射/接收状态1904，变换成非活动状态1902。 当基站处于PDU发射/接收状态1904时，其开始接收来自xDU变换模块616的 PDU，并开始将此PDU传送给物理层协议的F-DCH。
物理层控制子层 接下来是图6的物理层控制子层模块650的进一步细节。物理层控制子层包括实 现物理层控制协议的物理层控制模块652。在一个实施例中，物理层控制模块652实现于图 1的基站112的接收侧，或者图2的单频网络适配器250或基站260。在一个实施例中，物 理层控制模块652可实现于图1的移动站106的接收机中，或者图2中的移动站270。
物理层控制模块652为基站和移动站提供物理层控制进程。图20是示意物理层 控制模块的状态的状态图。该模块开始于非活动状态2002。在非活动状态，该模块等待激 活命令。 一旦接收到激活命令，该模块变换成激活状态2004。在激活状态2004，基站在下 行链路发射FCH，移动站接收并解码FCH。在激活状态，当MS接收到去激活命令时，它变换 成非活动状态2002。 在活动状态2004，基站在每个下行链路帧的开头(紧跟下行链路)发射FCH。 FCH 携带DL帧前缀，其为包含与当前帧有关的信息的数据结构。DL帧包括子信道位图，其指示 子信道的哪个群组被用于第一 PUSC区域，以及子信道的哪个群组被用于全部子信道指示 符都设为"0"(意为不被此段使用)的PUSC区域。 在一个实施例中，DL帧前缀还包括指示MAP使用的重复编码的重复编码指示符。 重复编码可为0 (没有附加重复)，1 ( 一个附加重复)，2 (3个附加重复)或3 (5个附加重 复)。DL帧前缀还包括指示MAP使用的FEC编码的编码指示符。MAP可使用QPSK调制以 FEC速率1/2发射。BS需确保MAP足够频繁地以强制编码方案被发送，以确保仅支持强制编 码方案的用户站(SS)的不中断操作。此外，DL帧前缀包括MAP长度值，其定义紧跟在应用 重复编码后的DL帧前缀之后的MAP消息在时隙中的长度。在一个实施例中，在映射到FCH 之前，24比特DL帧前缀被复制形成48比特块，其为最小的FEC块尺寸。
在一个实施例中，在PUSC中任何一段都可以被分配成至少与子信道群组#0的子 信道数量相同的量。对长度不是128的FFT而言，此段中的下行链路部分中的前4个时隙 包含FCH。这些时隙包括使用编码速率1/2和重复编码为4的QPSK调制的48比特。对长 度是128的FFT，此段下行链路部分的第一时隙专用于FCH，并且没有应用重复。段0、1和 2的基本分配子信道集分别是子信道群组#0、 #2和#4。 在一个实施例中，移动站能够接收和解码在每帧的开头由基站发送的FCH。如果 在FCH中接收的两个DL帧前缀消息不匹配，则移动站生成FCH DL帧前缀指示符并等待下 一个下行链路帧。FCH中的DL帧前缀消息被成功解码之后(在FCH接收的两个DL帧前缀 没有不匹配)，MS能知道多少和哪些子信道被分配给了 PUSC段。 在一个实施例中，为了观察子信道在下行链路中作为邻接分配块的分配，子信道 可被重新编号。对第一 PUSC区域的重新编号可开始于FCH子信道(重新编号为值O. . . 11)， 然后以循环方式对子信道继续编号直到最后分配的子信道，并从第一分配子信道到FCH子 信道。 在另一实施例，对"使用全部SC"指示符设为"l"或者由AAS_DL_IE0定义的PUSC 区域，可从子信道(Nsubchannels/3) * PRBS_ID开始进行重新编号，其中PRBS_ID由STC_ DL_Zone_IE或AAS_DL_IE0规定。对其他"使用全部SC"指示符设为"0"的PUSC区域，可 采用于第一 PUSC区域相同的重新编码。 在一个实施例中，移动站能确定系统时间必须被修正，因为在接收机经历了时间 漂移。 一旦确定将时间修正应用于系统时间，移动站更新全局公共参数系统时间修正，并生 成系统时间修正参数更新指示。 在一个实施例中，一旦移动站获得下行链路同步，就可继续同步直到以下事件之 一发生-在丢失_MAP_间隔期间未接收到有效MAP消息，或者
-Tl间隔期间过去而没有有效DCD。 当上述事件之一发生时，MS宣布同步丢失并生成DL同步丢失指示。
物理层子层 接下来时图6的物理层子层模块660的进一步细节。物理层子层包括实现物理层 协议的物理层模块662。在一个实施例中，物理层控制模块652可实现于发射侧，在图1的 基站112，或者图2的单频网络适配器250或基站260。在一个实施例中，物理层模块可实 现于接收侧，在图1的移动站106或图2的移动站270。 物理层是纯广播层。物理层的实现基本更简单，因为它只有下行链路并且不需要 支持任何上行链路传输。在一个实施例中，该层使用被选定来最大化覆盖范围而不使用ARQ 机制的固定调制和编码。OFDM的多接入情况没有被使用，因为全部移动站潜在地接收相同 广播信号或编程。没有上行链路就没有双工，因此OFDM TDD帧结构简化为不调度反向链路 传输的OF匿TD帧结构。 在一个实施例中，物理层的帧长度可以是5、10或20毫秒。置换类型是PUSC。帧 的第一个符号是前导信号，选自114个可用前导信号序列。此前导信号序列不变并且对所 有调制器通用。下两个符号(第一符号群组)包括FCH和MAP。在第一符号群组的结束，将 出现可选的区域切换。区域切换允许可选的STC PUSC。帧的剩余部分由一个大分配组成。此分配包括MAC PDU信道，使用CTC或CTC IRH-ARQ (无需确认)而编码。 图21是数据广播方法的实施例的流程图。流程开始于步骤2102，在此接收内容
流。在一个实施例中，多种内容流被接收。内容可以是例如电影、游戏、视频广播、广播电视
节目或者其他多媒体数据。流程继续到步骤2104，在此将接收的数据封装成IP/MAC内容流。 流程继续到步骤2106，在此封装后的内容流被多个发射机广播。这些发射机是同 步的，并且被配置成从多个发射机发射相同信号。流程继续到步骤2102，继续接收、封装和广播。 图22是在拥有多个发射机的单频网络中接收广播数据的实施例的流程图。流程 开始于步骤2202，在此接收机扫描预先选择的频率以搜寻和捕获来自OF匿信号的前导信 号。当已捕获前导信号，流程继续到步骤2204，在此确定0F匿信号是否是广播信号。例如， 可检查OF匿信号中的MAP以确定此信号是否是广播信号。 如果此信号是广播信号，流程继续到步骤2206，接收机与广播信号同步。 一旦同 步，流程继续到步骤2208，接收聚合内容流。聚合内容流包括多个被封装的独立IP流。流 程继续到步骤2210，从所述聚合流中提取至少一个独立IP流。 图23是根据本发明的广播系统的接收机2301的一个实施例的框图。接收机包括 发送RF信号给接收机2304的天线2302。接收机2304被配置成接收RF广播信号，将其解 调并提供基带信号给处理器2306。 处理器2306接收包括内容合成流的基带数据，处理器2306从合成流中提取需要 的IP流。在一个实施例中，处理器2306处理提取的IP流并将其呈现给用户。在另一个实 施例中，处理器2306将提取的IP流传送给可选的呈现引擎2308，呈现引擎2308处理IP流 并将其呈现给用户。接收机2301还包括存储器2310。存储器2310被处理器2306和呈现 引擎2308(如果包括的话)用于存储操作中的数据。此外，存储器2310可包括处理器2306 和呈现引擎2308在操作时使用的指令。 注意接收机2301的模块或组件可以分离。例如，天线2302可与接收机2304和处 理器2306分离放置。相似的，呈现引擎2308可与处理器2306分离放置。其他组合也可以。
图24是广播系统中的发射机2401的实施例的框图。发射机2401包括网络接口 2402，用于接收来自IP网络的内容。在一个实施例中，从网络接口 2402接收单个内容流， 在另一个实施例中，从网络接口 2402接收多个内容流。网络接口 2402将接收的内容传送 给处理器2404。处理器2404将此内容封装成IP/MAC内容流。 处理器2404将封装后的内容传送给发射机2406。发射机2406被配置成经由天线 2408将内容作为OF匿信号发射。在一个实施例中，接收机2401的内容发射与单频网络的 其他发射机的相同内容的发射相互同步。 发射机2401还包括存储器2410。存储器2410被处理器2404用于存储操作中的 数据。此外，存储器2410可包括处理器2404在操作时使用的指令。 发射机2401的多种模块和组件可以分离。例如，天线2408可与发射机2406分离。 另一个例子，天线2408和发射机2406与处理器2404，存储器2410和网络接口 2402分离放 置。其他组合也可以。 图25是为本发明的广播网络中的多个IP内容流分配连接标识符的方法实施例的流程图。流程开始于步骤2502，接收多个IP内容流。流程继续到步骤2504，多个IP内容 流被交织成聚合内容流。 流程继续到步骤2506，分配一个唯一的连接标识符给聚合内容流。然后，在步骤 2508，聚合内容流与单频网络中的多个发射机同步地发射。 图26是为本发明的广播网络中的多个IP内容流分配连接标识符的方法的另一个 实施例的流程图。流程开始于步骤2602，接收多个IP内容流。流程继续到步骤2604，多个 IP内容流被交织成聚合内容流。 流程继续到步骤2608，分配一个唯一的连接标识符给聚合内容流中的每个独立 IP流。然后，在步骤2608，聚合内容流与单频网络中的多个发射机同步地发射。
图27是管理本发明广播系统中的无线通信链路的方法实施例的流程图。流程开 始于步骤2702，广播系统的接收机被初始化。流程继续到步骤2703，选择通信链路的信道。 然后在步骤2704接收机获得通信信号。在一个实施例中，接收的信号是OF匿信号，接收信 号包括捕获前导信号，并检测OFDM信号中的下行链路映射。流程继续到步骤2706，分析接 收的信号以确定其是否是广播信号。在一个实施例中，分析信号的下行链路映射。流程继 续到步骤2708，在其中确定接收的信号是否是广播信号。 如果接收的信号不是广播信号，流程继续到步骤2703并选择另一个信道，然后捕 获通信信号。在步骤2708，如果确定接收的信号是广播信号，则流程继续到步骤2710，接收 机开始从广播系统接收内容。在一个实施例中，接收机从广播系统接收内容，接收机以时间 分片模式工作。 图28是管理本发明广播系统中的无线通信链路的方法的另一个实施例的流程 图。流程开始于步骤2802，接收机从广播系统捕获信号。流程继续到步骤2804，接收机从 广播系统接收内容。在步骤2804，接收机工作于时间分片模式，其中接收机在所需要的内容 被系统广播时(时间分片开启)捕获广播信号，而在所需要的内容不被系统广播时(时间 分片关闭)不捕获广播信号。 流程继续到步骤2806，确定接收机是否工作于时间分片关闭期间。如果接收机不 处于时间分片关闭期间，意味着其处于时间分片开启期间，流程返回到步骤2804，接收机继 续接收内容。返回到步骤2806，如果接收机处于时间分片关闭期间，流程继续到步骤2808， 扫描邻近网络以确定它们是否是广播网络，并确定接收自邻近广播网络的信号质量。在步 骤2810，保存扫描结果。 流程继续到步骤2812，确定接收机是否进入时间分片开启期间。如果接收机没有 进入时间分片开启期间，流程返回到步骤2808，接收机扫描另外的网络或者运行其他操作， 或进入睡眠状态。如果进入时间分片开启期间，流程返回步骤2804，接收机接收内容。
图29是管理本发明广播系统中的无线通信链路的方法的另一个实施例的流程 图。在步骤2902，内容被接收。流程继续到步骤2904，评估当前网络。在一个实施例中，对 当前网络的评估用于确定当前网络的操作是否满意，例如，网络是否具有足够的信噪比，或 比特错误率，或其他网络性能度量。 流程继续到步骤2906，确定当前网络是否满意。如果当前网络满意，流程返回步骤 2902，接收另外的内容。在步骤2906，如果确定当前网络不满意，则流程继续到步骤2908， 执行协换到新网络。在一个实施例中，从扫描邻近网络时标识的满意网络列表中选择所述新网络。 汇聚子层 接下来是图6所示的汇聚子层模块610的进一步的细节。汇聚子层模块610包括 传输流汇聚协议(TSCP)模块670和信令汇聚协议(SCP)模块672。 TSCP和SCP模块的操 作部分可实现于图23的接收机2301，和图24的发射机2401。相似的，TSCP和SCP模块的 各种操作可实现于图1的接入服务网络的移动站106。在发射机的一个实施例中，TSCP和 SCP模块的一些功能可在IP封装器模块中运行。
倫流、汇魁漏微 如上所述，在一个实施例，TSCP模块670将较高级包映射到MAC通用部分子层，或 MAC, SDU。例如，TSCP模块将MPEG-2传输流包映射成可通过无线空中接口 (例如与IEEE 802. 16标准相似的OF匿接口 )发射的MACSDU。 TSCP模块也可给每个MAC SDU分配连接 ID。在一个实施例中，TSCP模块可将形成DVB-H内容的MPEG-2传输流映射成MAC SDU。
在一个实施例中，汇聚子层被包括在SFN的每个发射机和被配置成接收广播信号 的每个接收机里。如下进一步解释。每个发射机或基站中的汇聚子层接收传输包流。汇聚 子层将传输包分割并封装成一种中间包格式，以便建立一种中间包，中间包的尺寸大小与 MAC协议数据单元的尺寸大小相匹配。MAC通用部分子层将中间包封装成MAC协议数据包， 使得中间包不被分段。将MAC协议数据单元提供给发射机，该发射机与单频网络中的多个 发射机同步，因此该单频网络中的每个发射机都广播包含MAC协议数据单元的相同信号。
图30是示意示例协议分层模型和遵照传输流汇聚协议栈进行处理的相关模块的 示意图。如图30所示，编码/封装器模块3002接收内容，例如音频/视频数据或流、多媒 体数据、电影、游戏、音频广播、电视网络节目、电子节目指南和电子服务指南或其他类型的 多媒体内容，并编码或译码所需要的内容。然后编码内容被封装。如上所述，在一个实施例 中，编码内容被封装成MPE-FEC帧3002，然后封装成数据报3003，作为MPE和MPE-FEC。
封装内容被传送给传输流模块3004 ，其格式化成传输流包。在一个实施例中，封装 内容被格式化成MPEG-2传输流包。传输流包然后被传送给传输流汇聚协议模块3006。 TSCP 模块3006将传输流包映射成TSCP PDU，其被作为MAC SDU传送，能发送给MAC并通过无线 空中接口 (例如与802. 16标准相似的OFDMA接口 )发射。TSCP模块3006还为每个MAC SDU分配连接ID。在一个实施例中，TSCP模块3006将形成DVB-H内容的MPEG-2传输流映 射成MAC SDU。 TSCP模±央3006将TSCP PDU作为MAC SDU传送给MAC通用部分子层3008。 MAC通用部分子层3008执行数据传输操作，例如同步在PHY层的帧传输，使用PDU填充下行 链路分配或容器，并进行调度。MAC通用部分子层3008将MAC PDU传送给物理层3010，物 理层3010为空中链路消息提供物理层传输。 TSCP模块3006存在于广播系统的发射侧和接收侧。在发射侧，TSCP模块3006 接收上层包，例如MPEG-2Ts包，并形成作为MAC SDU发送给MAC通用部分子层3008的 TSCPPDU。在一个实施例中，TSCPPDU有包头，其后跟着来自MPEG-2传输流(TS)包的连续比 特。在接收机的TSCP模块3006接收和级联TSCPPDU之后，以完全相同的顺序提取TS包。
TSCPTS封装方面包括
1.引入少量的开销(头部)。 2.使接收机能根据逻辑复杂度、CPU时间和缓存管理，有效地重建TS包流。
3.发射机中不缓存。缓存会引起抖动，使得接收机失去时间分片精确性。
4.使接收机能识别数据块的丢失和错误，以能够进行MPE-FEC处理。
经由低层承载协议传送给TSCP模块3006伙伴的数据是一系列TSCP PDU级联，其 尺寸被调节成适合由低层承载协议提供的容器或分配列表。例如看图8，MAC通用部分子层 612的调度器模块614提供容器、或容器令牌列表给汇聚协议模块808。
传统汇聚子层不知道帧时间或帧边界。因此，传统汇聚子层不知道低层容器，有时 称作分配或分配区域。容器是一系列字节，可被TSCP模块用来填充低层(MAC)PDU。在此描 述的系统中，TSCP模块知道低层容器允许TSCP模块3006"预分段"MPEG-2TS包流。TSCP模 块3006进行的预分段可实现更有效的汇聚到低层MAC PDU，例如更少的开销。如图8所示， 调度器模块614为每个下行链路PHY帧公布容器列表和它们对应的尺寸。TSCP模块3006 使用知道的容器尺寸，根据容器的尺寸来适当调整TSCP PDU的尺寸。换句话说，TSCP模块 3006接收容器尺寸流，或容器令牌，其对应于在当前和将来PHY帧中的实际分配的序列。
被TSCP模块3006填充的容器令牌通常不与其他协议模块(例如信令汇聚协议 (SCP)模块)共享。其他协议模块的责任通常是为接入MAC层的每个承载协议调度容器。
在一个实施例中，TSCP包头的字段被设计成帮助接收机进行TS包重建。包头中 的指示符包括 TSCPPDU的第一个TS包是否是TS包的片段，以及是否TS包的先前部分在先前 TSCP PDU中被发送。
如果第一 TS包是分段，第一 TS包的字节数。
"开始"于TSCP PDU中的TS包的数量。
包头检查序列(HCS) 。 HCS是通过TSCP包头的其他比特计算的3比特CRC。
在一个实施例中，TSCP模块3006之上的DVB-H层将MPE-FEC帧编码成"突发串"。 TSCP模块3006之上的DVB-H层编码MPE-FEC突发串的技术会影响操作，但TSCP模块相同对 待全部传输包流。例如，MPE部分作为一系列MPEG-2TS包被发射，其全部具有包标识(PID) 值。紧接着，MPE-FEC段作为更多的MPEG-2TS包被发射，其具有其他PID。 MPEG-2TS包的 MPE和MPE-FEC序列视为"突发串"。注意DVB-H不允许具有其他PID的TS包在突发串中 发射。其他非MPE-FEC MPEG-2TS PID能够在突发串之间到达，例如服务信息/节目特定信 息(SI/PSI)表格，并使用保留的PHD。携带里德-所罗门FEC数据的FEC段也具有相同的 PID (与MPE部分不同的PID) 。 SI/PSI表格按照相同的TSCP封装规则，作为MPE或MPE-FEC 部分。 如图8所示，在一个实施例中，为避免在低层分段(例如，802. 16类型MACPDU分 段)，低层输出容器列表给TSCP模块，例如作为公共数据。在此实施例中，TSCP模块预先知 道OFDMA帧的分配区和/或DCH包。典型地，容器列表逐帧地变化，用于TSCP模块的填充。 但是，在此描述的广播系统的实施例中，容器通常不经常变化。
发射侧和接收侧通用的TSCP方面 TSCP模块的一些方面在发射(或基站)侧和接收(或移动站)侧都是通用的。例 如，TSCP PDU方面，其为TS包的封装。接下来是对TSCP PDU的一个实施例的描述，TSCP PDU是MPEG-2TS包的封装。TSCP PDU在PDU的开头和结尾都有TS包的片段。处于PDU开 头的片段的长度记录在TSCPPDU包头。结尾处的片段长度由PDU的长度减去PDU的其他内容的长度暗示。 图31是示意TSCP包头的一个实施例的框图。如图31所示，在此例子中，TSCP包 头包括加入到TSCP PDU中的两个字节3102和3104。第一个字节3102包括4比特TS包字 段3110，3比特包头检查序列(HCS)字段3112和1字节TS包头片段字段3114。 TS包3110 指示开始于TSCPPDU的TS包的数量。在一个实施例中，如果TSCP PDU的第一字节不是TS 包的第一字节，其不包括在TS包计数中。如果TSCP PDU的最后字节是片段，其包括在TS 包计数中。在一个实施例中，当另一个协议调用TSCP冲刷(flush)时，计数被使用，其导致 TSCP PDU被发送而没有填充低层提供的容器的情况。然后接收机使用TS包3110来确定有 多少TS包要处理，并忽略其他的TSCL PDU。 包头检查序列(HCS)字段3112用于指示包头的有效性。在一个实施例中，HCS是 一个3比特CRC，使用多项式x0+xl+x3。 HCS在HCS字段设为0的2字节TSCP包头上计算。 TS包头片段字段3114指示TSC PDU的有效载荷的第一字节是否是TS包的第一字节。在一 个实施例中，如果TS包头分段比特设为0， TSCP PDU的有效载荷的第一字节是TS包的第一 字节，如果该比特设为l，则TSCP PDU的有效载荷开始于TS包的一个片段。
TSCP包头的第二字节3104包括TS分段字节字段3116。 TS片段字节字段3116指 示出现在作为TS包的片段的有效载荷开头的字节数量。 图32是示意PDU封装和包头插入，与图30所示的协议栈的不同层的基本流(ES) 有效载荷(例如多媒体有效载荷)相关。使用图30示意的技术可减少广播ES有效载荷的 开销数量。开始于图32的顶端，数据源将一组基本流3202字节或其他类型的有效载荷格 式化。有效载荷可有各种尺寸。在一个实施例中，典型的DVB-H有效载荷尺寸是1KB。有效 载荷在RTP中封装，形成RTPPDU3204，目的是指定有效载荷的重放时间相关性。典型的RTP 包头是8字节，平均起来，4字节的可选包头也被使用，使得RTP包头尺寸成为12字节。
然后，RTP PDU3204在UDP和IP3206中封装，形成IP数据报包头3208。在图32 的例子中，示意了具有28字节包头的IPv4，但是也使用具有40字节包头的IPv6。然后IP 数据报3208被包裹在MPE部分3210中。MPE部分3210包括12字节部分包头3212和4字 节CRC3214，用于全部16个附加开销字节。在一个实施例中，CRC3214是可选的。然后MPE 部分3210被分段和封装成MPEG-2TS包流3220。每个TS包包括4字节包头3221。
描述的一种处理情况是PID的分配。接收机使用PID来识别有效载荷的类型(即 SI/PSI表数据或MPE部分)，和基本流(ES)。 一些PID被保留为SI/PSI和ES PID，并通过 SI/PSI表而动态分配并传输给接收机。因此，发射机或基站将正确的PID插入到所述部分 中，其通常是基本流数据，ESG或FEC数据。当一部分不恰好与整数个TS包精确匹配时，填 充最后一个TS包。在图32的例子中，在TS包处理中增加了 24个填补字节3222。
然后，MPEG-2TS包流3220被封装成TSCP PDU 3224。 TSCP层为每个低层容器3228 增加一个2字节包头3226。在一个实施例中，容器可以是600字节数据包。在其它实施例 中，容器可以是其他尺寸，例如较大的下行链路分配区，或容器，被TSCP PDU填充为每个尺 寸为2041字节。然后TSCP PDU 3224被封装到MAC通用部分子层(MCPS) PDU3230。 MCPS封 装增加通用MAC包头(GMH)3232。在一个实施例中，IEEE802. 16兼容的6字节GMH被添加， 以形成IEEE802. 16兼容的最大尺寸2047字节MAC PDU。然后MCPS PDU3232被封装成数据 信道(DCH)PDU3234。在一个实施例中，DCH PDU增加2字节CRC_16，项3236。在另一个实施例中，使用替换的容器，例如，可使用"规则的"PHY分配区中的较大PDU，并且没有CRC。
TSCP发射侧 在发射侧，提供容器列表给TSCP模块，其中容器是一个描述符，用于描述保持 TSCP PDU的连续字节序列。不是列表中的全部容器都需要是相同大小。TSCP模块消耗容 器，其更像令牌，每个容器发布一个TSCP PDU。 TSCP模块构造每个TSCP PDU使得其恰好匹 配容器，并且不要求低层将此PDU分段。如记载的，该技术的一方面是TSCP模块用一种有 效率的方式来分割数据以降低开销。换句话说，在TSCPPDU和容器之间通常有一一对应关 系。容器列表的每个项是指示容器中的字节数量的字段。在一个实施例中，列表中容器的 顺序能定义传输顺序。例如，列表的第一项被第一个发射。通过这种方法，接收机以同样顺 序处理容器和TSCP PDU。 在一个实施例中，给定OFDMA PHY帧结构，调度器协议模块，例如图6的项614，输 出不被进一步分段的容器。在一个例子中，容器可以是600字节DCH包，在被PHY插入2字 节CRC、被MAC插入6字节通用MAC包头之后，留下592字节的容器给TSCP PDU。在其它实 施例中，用于较大DCH分配区的容器被导出，每个容器留下最大数量的字节给MAC层PDU，例 如，2047字节减去6字节MAC包头，或者每容器2041字节。 在一个实施例中，容器不能大于3010字节，因为在每个TSCP PDU中，TSCP包头
(参见图31)最多可将4比特用于最多16个TS包(图31的项3110)，且TSCP包头(图32
的项3226)是2字节。在另一个实施例中，MAC层可限制容器尺寸最大为2041字节，其为
2047字节减去6字节MAC GMH。在其它实施例中，使用不同的容器尺寸。 接下来描述TSCP模块状态、命令处理和状态转换。图33是示意用于发射机(或基
站)侧或广播系统的TSCP状态机的一个实施例的状态图。状态机示意激活管理和与MCPS
协议的同步。 TSCP模块最初时处于非活动状态3302。如果TSCP模块在MCPS模块激活之前接 收激活命令，其转换成MCPS非活动状态3304。 TSCP模块停留在MCPS非活动状态3304，直 到其接收到去激活命令并返回非活动状态3302，或者其接收到MCPS已激活的指示，其转换 成激活状态3306。 返回非活动状态3302。如果TSCP模块在非活动状态3302接收到MCPS已激活的 指示，TSCP模块转换成MCPS激活状态3308。 TSCP模块停留在MCPS激活状态3308，直到 其接收到去激活命令并返回非激活状态3302，或者其接收到激活命令，其转换成激活状态 3306。 TSCP模块进入激活状态3306时，将停留在激活状态3306服务SDU并发射PDU，直
到接收到去激活命令，其转换成非活动状态3302。在激活状态3306， TSCP模块运行"冲刷"
操作。冲刷操作可被发射机用来关闭传输流，或暂停数据流。这会导致被发射的容器不完
整。使用TSCP包头中的包计数，接收机可以检测每个容器中出现多少TSCP PDU。 状态机假设TSCP和MCPS协议不被独立地去激活。 一种实施认为状态机可独立地
交替进行MCPS和TSCP的去激活和重激活。 TSCP接收侧 在接收侧，TSCP模块接收来自低层的TSCP PDU并提取MPEG-2TS包。此过程处理 MPEG-2TS包的片段，其可出现在TSCP PDU的开头或结尾。此过程的一方面是对接收的TSCP
33PDU进行验证检查，因为低层没有对数据进行验证，例如存在坏的数据以及CRC失败或CRC 校验没有运行。换句话说，在一个接口 ，空中接口协议栈可被定义成允许低层协议不运行 CRC校验。 图34是示意用于广播系统的接收(或移动站)侧的TSCP模块的状态机的一个实 施例的状态图。接收机中的TSCP模块开始于非活动状态3402。 TSCP模块停留在非活动状 态直到接收到激活命令，此时转换成激活状态3404。在激活状态3404，接收机中的TSCP模 块接收来自低层的TSCP PDU并提取要传输给较高层协议模块的MPEG-2TS包。接收去激活 命令之后，TSCP模块转换成非活动状态3402。
信今汇聚协议(SCP)樽块 信令汇聚协议(SCP)模块，例如图6的项612，协调传送从发射机(或基站)到接 收机(或移动站)的管理和开销消息。SCP模块的SDU通常是可变长度的。对每个消息，上 层承载协议有责任指定CID和是否允许分段。发送协议可为承载协议或控制协议。在一个 实施例中，上层协议是控制协议，例如管理开销消息协议。SCP模块作为接入点服务，用于基 站发送的管理/开销消息，并在移动站提供去多路复用服务。 在一个实施例中，SCP模块独立于TSCP模块进行操作，但是两个模块协作来共享 通信链路带宽。例如，如果发送消息的SCP模块消耗了带宽，则保留给TSCP模块的带宽就 将少了。减少TSCP模块可用的带宽降低了总体数据速率。在一个实施例中，用于TSCP模 块的可用带宽的降低可通过周期性地降低TSCP模块发送的数据量来缓减，例如，周期性降 低用于前向错误校正的数据量。
SCP发射侧 在广播系统的发射侧，SCP模块接收来自上层承载协议的SDU，其可为任意字节序 列。随同每个SDU，上层承载协议提供连接标识符(CID)。在一个实施例中，一些CID消息 流不允许分段。 一般地，上层承载协议可以使用传统MAC分段方法，对每个CID记录分段的 使用。在一个实施例中，SCP模块生成的PDU被发送到低层，而没有附加的包头或尾部结构。 在此实施例中，PDU的格式与SDU相同。 图35是示意用于广播系统的发射(或基站)侧的SCP模块的状态机的一个实施 例的状态图。发射机中的SCP模块开始于非活动状态3502。 SCP模块停留在非活动状态 3502，直到接收到激活命令，此时转换成激活状态3504。在激活状态3504，发射机中的SCP 模块接收来自发送协议的SDU并将其转发给低层协议。接收去激活命令时，SCP模块转换 成非活动状态3502。
SCP接收侧 在广播系统的接收侧，SCP模块接收来自低层协议的PDU。SCP模块基于包括在PDU 中的CID消息，将接收的PDU多路分解成适当的接收协议。 图36是示意用于广播系统的接收(或移动站)侧的SCP模块的状态机的一个实 施例的状态图。接收机中的SCP模块开始于非活动状态3602。 SCP模块停留在非活动状态 3602，直到接收到激活命令，此时转换成激活状态3604。在激活状态3604，接收机中的SCP 模块接收广播系统的发射机(或基站)发射的PDU，并产生SDU。 SDU基于CID消息被格式 化成适当协议。接收去激活命令时，SCP模块转换成非活动状态3602。
图37是在根据本发明的广播系统中将传输流包汇聚成MAC PDU的方法实施例的流程图。如图37所示，流程开始于步骤3702。流程继续到步骤3704，接收关于MAC PDU容 器的尺寸的信息。容器尺寸可通过各种方法接收。例如，容器尺寸可从MAC或PHY层的低 层传输给汇聚层。同样，尺寸可保持不变并预先知道，或者尺寸可间歇地改变，并且当改变 发生时，新的尺寸信息传输给汇聚层。 流程继续到步骤3706，接收传输包流。在一个实施例中，传输包流是MPEG-2传输 包。流程继续到步骤3708，将传输包流封装成TSCP PDU，然后由MAC根据已知容器尺寸封 装成MAC PDU。然后，在步骤3710，MAC PDU被封装成DCH PDU以进行空中传输。使用已知 的容器尺寸，允许传输流包被封装成TSCP PDU，其尺寸被调节成适合MAC PDU，而不在MAC 模块进行分段。通过这种方法提高了效率，例如实现了较低的开销。 流程继续到步骤3712，确定是否有额外传输流包需要封装。如果有额外传输流包 需要封装，流程继续到步骤3706并且接收额外传输包。在步骤3712，如果确定没有更多的 传输流包需要封装，流程继续到步骤3714并结束。 图38是接收和验证TSCP包的方法的一个实施例的流程图。流程开始于步骤3802。 流程继续到步骤3804，系统等待接收TSCP PDU。如下联系图39描述，流程到步骤3804为从 TSCPPDU中提取包。接收到TSCPPDU之后，流程继续到步骤3806，确定包头校验序列(HCS) 是否有效。如果确定HCS不可用，则流程继续到步骤3808，丢弃PDU。流程从涉骤3808继 续到步骤3804，系统等待接收另一个TSCP PDU。 返回到步骤3806，如果确定HCS有效，流程继续到步骤3810。在步骤3810，确定 TSCP包头字段是否有效。例如，可确定TS包头片段字段中的TS包头片段是否为有效值，或 者校验包头字段的任何组合来确定它们是否为有效值。在步骤3810，如果确定TSCP包头字 段不有效，则流程继续到步骤3808，丢弃PDU。流程然后继续到步骤3804，系统等待接收另 一个TSCP PDU。 返回步骤3810，如果确定TSCP包头字段有效，则流程继续到步骤3812。在步骤 3812，确定PDU中的第一个MPEG-2TS包的MPEG-2同步字节是否有效。如果确定不有效，则 流程继续到步骤3808，丢弃PDU。然后流程继续到步骤3804，系统等待接收另一个TSCPPDU。 在另一个实施例中，如果确定第一个MPEG-2同步字节不有效，系统在TSCP PDU中搜寻下一 个同步字节并尝试恢复一些MPEG-2TS包，而不是丢弃PDU。 返回步骤3812，如果确定第一个MPEG-2TS包的MPEG-2同步字节有效，则流程继续 到步骤3814。在步骤3814，流程继续到图39的流程图。 图39是从TSCP包中提取MPEG-2TS包的方法实施例的流程图。在图39，流程开始 于步骤3902。然后流程继续到步骤3904，确定TSCP PDU是否以片段开始。或者用另一种 方法解释，在步骤3904，确定TSCP PDU中的第一个MPEG-2TS包是否不是完整的MPEG-2TS 包，而是MPEG-2TS包的一个片段。如果TSCP PDU不是开始于一个片段，则流程继续到步骤 3906。在步骤3906，确定TSCP PDU中是否有更多TS包。如果确定没有更多TS包，则流程 继续到步骤3908。在步骤3908，流程继续到图38的步骤3804，系统等待接收另一个TSCP PDU。 返回步骤3906，如果确定TSCP PDU中有更多TS包，则流程继续到步骤3910。在步 骤3910，确定下一个TS包是否是片段。如果下一个TS包是片段，则流程继续到步骤3912。 在步骤3912，片段被组装程当前的TS包。然后流程继续到步骤3914，流程继续到图38的步骤3804，系统等待接收另一个TSCPPDU，其被期望具有TS包的剩余片段。
返回步骤3910，如果确定下一个TS包不是片段，则流程继续到步骤3916，来自 TSCP的TS包被消耗。流程继续到步骤3918。在步骤3918， TS包作为TSCP PDU被发送给 上层。然后流程继续到3906，确定TSCP PDU中是否有更多TS包。 返回步骤3904，如果确定TSCP PDU开始于片段，则流程继续到步骤3920。在步骤 3920，片段被组装成最终的TS包。然后流程继续到步骤3922，确定TS包是否完整。如果确 定TS包完整，则流程继续到步骤3918， TS包作为SDU发送给上层。 在另一个实施例中，每个TS包中的MPEG-2同步字节可以被验证。如果同步字节 无效，则所述处理不将SDU转发给上层。 返回步骤3922，如果确定TS包不完整，则流程继续到步骤3924。在步骤3924流 程继续到图38的步骤3804，系统等到接收另一个TSCP PDU，其被期望具有TS包的剩余片 段。 上述关于公开实施例的描述被提供来使得本领域技术人员能够实现或使用本发 明。这些实施例的多种修改已经呈现在本领域技术人员面前，此处定义的原理可被应用于 其他实施例中并且不超出本发明的精神和范围。因此，本发明不限于在此示出的实施例，而 是与和在此公开的原理和新的技术特征相符的最宽的范围相适应。 本发明的各种实施在电子硬件计算机软件或这些技术的组合上实现。 一些实施包 括由一个或多个计算机设备执行的一个或多个计算机程序。例如，在一种实施中，监视和/ 或转换状态、运行诊断和其他提供与状态和无线通信设备管理有关的功能的方法包括实现 监视和管理功能的一个或多个计算机可执行软件。通常，每个计算机包括一个或多个处理 器，一个或多个数据存储组件(即易失或非易失内存模块和永久的光磁存储设备，例如硬 盘和软盘驱动、CD-ROM驱动和磁带驱动)， 一个或多个输入设备(即鼠标和键盘)，和一个 或多个输出设备(即显示器和打印机)。 计算机程序包括可执行代码，其通常存储在永久存储介质中并在运行时复制到内 存中。至少一个处理器通过从内存中按指定顺序读取程序指令来执行该代码。当执行程序 代码时，计算机接收来自输入和/或存储设备的数据，对该数据进行操作，然后将结果数据 递送给输出和/或存储设备。 本发明的多种示例实施已被描述。但是，本领域普通技术人员应当知道其他实施 也是可能的并且在本发明的范围之内。 因此，本发明不局限于以上描述的那些实施。本领域技术人员应当认识到与以上 描述的图关联描述的各种示例模块和方法步骤以及在此公开的实施通常可实现为电子硬 件、软件、固件或者前者的组合。为清楚地示意硬件和软件的这种可交换性，以上根据其功 能描述了各种示例模块和方法步骤。这些功能实现为硬件还是软件取决于特定应用以及施 加在整体系统上的设计约束。技术人员可对每个特定应用使用不同的方法实现上述功能， 但是这些实施决策不能被解释成离开了本发明的范围。此外，模块或步骤中的一组功能是 为了描述的方便。特定功能可从一个模块或步骤移动到另一个模块或步骤而不超出本发明 的范围。 此外，与在此描述的实施相关联描述的各种示例模块和方法步骤可被通用目的处 理器、数据信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其中的任何组合被设计成运行在此描述的功能，而实现或运行。通用目的处理器可以是微处理器，但是可选的，处理器可以是任何处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器还可实现为计算装置的组合，例如DSP和微处理器的组合，多个微处理器， 一个或多个微处理器与DSP核的联合，或者任何其他此类结构。 此外，与在此描述的实施相关联描述的方法或算法的步骤可以直接包含在硬件上，在处理器执行的软件模块上，或者两者的结合。软件模块可以处于RAM内存，闪存，ROM内存，EPR0M内存，EEPR0M内存，寄存器，硬盘，可移动硬盘，C0-R0M，或其他任何形式的存储介质包括网络存储介质。示例存储介质可与处理器连接，因此处理器可以从存储介质中读取或写入信息。可替换的，存储介质可集成到处理器上。处理器和存储介质也可驻留于ASIC上。 以上关于公开的应用的描述被提供来使得任何一个本领域技术人员能够实现或使用本发明。这些实施例的多种修改已经呈现在本领域技术人员面前，此处描述的一般原理可被应用于其他应用中并且不超出本发明的精神和范围。因此，应当明白在此呈现的描述和附图表示本发明的实施例，因此是本发明广泛预期的主题的代表。更应当明白的是，本发明的范围完全包含其他应用，本发明的范围相应地不受后面的权利要求之外的东西限制。
权利要求
一种广播数据的方法，该方法包括接收传输包流；将传输包分割并封装成一种中间包格式，以生成中间包，使该中间包的尺寸大小与MAC协议数据单元格式的有效载荷尺寸大小相匹配；将所述中间包封装成MAC协议数据单元包，从而所述中间包不被分段；以及将所述MAC协议数据单元包提供给发射机，该发射机与单频网络中的多个发射机同步，从而该单频网络中的每个发射机都广播包含所述MAC协议数据单元包的相同信号。
2. 权利要求l所述的方法，其中所述网络中的每个发射机发射正交频分调制(OFDM)信号。
3. 权利要求l所述的方法，其中所述传输包流包括运动图像专家组(MPEG)传输包。
4. 权利要求1所述的方法，其中所述传输包流包括多媒体数据。
5. 权利要求1所述的方法，其中所述传输包流包括电视网络节目。
6. 权利要求1所述的方法，其中所述传输包流包括电子节目指南。
7. 权利要求1所述的方法，还包括基于参考时间信号来对所述多个发射机进行同步。
8. 权利要求1所述的方法，其中所述MAC协议数据单元的尺寸大小是预定的。
9. 权利要求1所述的方法，其中所述MAC协议数据单元的尺寸大小是基于最大传输单 元的尺寸大小的。
10. 权利要求1所述的方法，其中每个发射机利用至少一个天线通过空气界面广播所 述相同信号。
11. 一种发射系统包括媒体接入控制(MAC)模块，被配置为接收被格式化为中间包格式的数据包，并将所述 中间包封装成具有预定的有效载荷尺寸的MAC协议数据单元包，以使中间包不被分段，并 且所述中间包的尺寸与所述MAC协议数据单元包的所述预定有效载荷尺寸相匹配；禾口第一协议模块，被配置为接收根据传输包协议被格式化的传输数据包，将所述传输包分割并封装成所述中间包格式以生成中间包，所述中间包具有由所述 MAC协议数据单元包的预定有效载荷尺寸确定的尺寸，以及 将所述中间包传输给所述MAC模块。
12. 权利要求11所述的发射系统，其中所述传输包协议标准是MPEG-2标准。
13. 权利要求11所述的发射系统，其中以所述传输包协议标准被格式化的所述传输数 据包包括运动图像专家组(MPEG)传输包。
14. 权利要求11所述的发射系统，以所述传输包协议被格式化的所述传输数据包包括 多媒体数据。
15. 权利要求11所述的发射系统，以所述传输包协议被格式化的所述传输数据包包括 电视网络节目。
16. 权利要求11所述的发射系统，以所述传输包协议被格式化的所述传输数据包包括 电子节目指南。
17. 权利要求ll所述的发射系统，其中所述MAC协议数据单元包的尺寸大小是预定的。
18. 权利要求11所述的发射系统，其中所述MAC协议数据单元的尺寸大小是基于最大传输单元的尺寸大小的。
19. 权利要求11所述的发射系统，还包括将所述MAC协议数据单元包提供给发射机， 该发射机与单频网络中的多个发射机同步，从而所述网络中的每个发射机都广播包含所述 MAC协议数据单元包的相同信号。
20. 权利要求19所述的发射系统，其中所述相同信号包括正交频分调制(OFDM)信号。
21. 权利要求19所述的发射系统，其中每个发射机利用至少一个天线通过空气界面广 播所述相同信号。
22. —种封装数据的方法，该方法包括 接收以第一协议格式化的传输数据包流； 接收用于识别第二协议的数据包的尺寸大小的信息；封装所述传输数据包以形成已封装包，使所述已封装包的尺寸与所述第二协议的数据 包的尺寸大小相匹配，以形成已封装包流；基于所述第二协议来封装所述已封装包以形成第二协议数据包，从而形成第二协议数 据包流；以及将所述第二协议数据包流提供给发射机，该发射机与单频网络中的多个发射机同步， 因此该单频网络中的每个发射机都广播包含所述第二协议数据包流的相同信号。
23. 权利要求22所述的方法，其中所述相同信号包括正交频分调制(OFDM)信号。
24. 权利要求22所述的方法，其中接收所述传输数据包流包括接收运动图像专家组 (MPEG)传输包流。
25. 权利要求22所述的方法，其中接收所述传输数据包流包括接收多媒体数据。
26. 权利要求22所述的方法，其中接收所述数据传输包流包括接收电视网络节目。
27. 权利要求22所述的方法，其中接收所述传输数据包流包括接收电子节目指南。
28. 权利要求22所述的方法，还包括基于参考时间信号对所述多个发射机进行同步。
29. 权利要求22所述的方法，其中所述第二协议的数据包的尺寸大小是预定的。
30. 权利要求22所述的方法，其中所述第二协议的数据包的尺寸大小是基于最大传输 单元的尺寸大小的。
31. 权利要求22所述的方法，其中每个发射机利用至少一个天线通过空气界面广播所 述相同信号。
32. —种单频网络，包括多个发射机，被同步以在同一时间发射相同信号；多个汇聚模块，每一个都与多个发射机中的一个相关联，每一个汇聚模块被配置为接 收以第一协议格式化的数据包，封装所接收的数据包以输出格式以第二协议格式化的数据 包，其中所述汇聚模块输出的数据包的尺寸符合所要求的尺寸大小，禾口多个媒体接入控制模块，每一个都与多个发射机中的一个相关联，每一个媒体接入控 制模块被配置为从其相应的汇聚模块接收所述数据包输出，向与其对应的汇聚模块提供从 该汇聚模块输出的数据包的所要求的尺寸大小有关的信息，以及向与其对应的发射机提供 媒体接入控制数据包，该发射机与该单频网络中的其他发射机同步，从而该网络中的每个 发射机都广播包含所述媒体接入控制数据包的相同信号。
33. 存储计算机可执行指令的一个或多个计算机可读介质，当指令被执行时，运行方法包括如下步骤接收传输包流；将所述传输包分割并封装成MAC协议数据单元，使得封装后的传输包的尺寸大小与所 述MAC协议数据单元的有效载荷尺寸大小相匹配；以及将所述MAC协议数据单元提供给发射机，该发射机与单频网络中的多个发射机同步， 从而该单频网络中的每个发射机都广播包含所述MAC协议数据单元的相同信号。
34. 存储计算机可执行指令的一个或多个计算机可读介质，当指令被执行时，运行方法 包括如下步骤接收以第一协议格式化的传输数据包流； 接收用于识别第二协议的数据包的尺寸大小的信息；封装所述以第一协议格式化的传输数据包流，使所述已封装数据包的尺寸与所述第二 协议的数据包的尺寸大小相匹配，形成以所述第二协议格式化的数据包流；以及将所述以第二协议格式化的数据包流提供给发射机，该发射机与单频网络中的多个发 射机同步，从而该单频网络中的每个发射机都广播包含所述以第二协议格式化的数据包流 的相同信号。
35. —种接收数据的方法，该方法包括 接收传输流汇聚协议数据单元；判断所述协议数据单元内的包头验证序列和包头字段是否有效，如果它们无效，则丢 弃所述协议数据单元；判断所述协议数据单元是否以分段开头，如果它是以分段开头，则将所述分段组合到 当前的传输流包；以及判断所述传输流包是否完整，如果完整，则将所述传输流包作为服务数据单元提供给 上层协议。
36. —种接收数据的方法，该方法包括 接收传输流汇聚协议数据单元；判断所述协议数据单元内的包头验证序列和包头字段是否有效，如果它们无效，丢弃 所述协议数据单元；判断所述协议数据单元是否以传输流包的分段开头，如果它不是以分段开头，判断下 一个传输流包是否为分段；以及从所述协议数据单元消费所述传输流包，并将所述传输流包作为服务数据单元提供给 上层协议。
全文摘要
无线广播系统包括通过汇聚模块接收数据流。汇聚模块将传输包分割并封装成MAC协议数据单元，使封装后的传输包的尺寸大小与MAC协议数据单元的尺寸大小相匹配。然后将MAC协议数据单元提供给发射机，该发射机与单频网络中的多个发射机同步，因此网络中的每个发射机都广播包含所述MAC协议数据单元的相同信号。
文档编号H04L29/06GK101730995SQ200880008100
公开日2010年6月9日 申请日期2008年1月10日 优先权日2007年1月12日
发明者B·D·派特里, D·P·康纳斯, G·W·玛什, K·S·高温德, S·古玛蒂, S·玛丹, W·S·伯奇尔 申请人:蔚蓝公司