无线通信网络中的广播/多点传送服务和方法

专利名称：无线通信网络中的广播/多点传送服务和方法
技术领域：
本公开通常涉及广播/多点传送通信，以及更具体地涉及向用户设备，例如，向无线通信网络中的无线用户设备提供广播/多点传送服务，以及广播/多点传送网络和广播/多点传送用户设备中的相应的方法。
背景技术：
广播/多点传送通信服务(BCMCS)是将相同的信息同时发送到多个接收者。与使用多个专用信道向多个接收者传送相同的信息相比，在共用的数据信道上的BCMCS发送是一种相对高效的无线电资源分配。可以在广播/多点传送服务中发送任何数据，包括但不限于本文、多媒体、流媒体等等。
某些无线通信标准组织已经采用了在无线通信网络中用于向移动用户设备提供广播/多点传送服务的各种协议。例如，第三代合作项目2(3GPP2)已经确定了广播多点传送服务的功能，其中所述的广播多点传送服务可以并入基于广播/多点传送服务构架1，修订版A，3GPP2S.R0030-A，版本1.0中的无线电信网的CDMA2000中。其他标准可以指定用于其他无线通信协议的广播多点传送功能。
在某些高速分组数据(HRPD)网络中，例如被标准化为1xEV-DO的CDMA2000 HRPD，对于BCMCS发送仅仅有一个可用的共用数据信道(所有的基站功率被分配给其)。在这些系统中，所有的例如无线移动站的BCMCS用户，以相同的速率或者在同一信息传送水平上接收数据，例如，以相同服务质量。在第三代(3G)通用移动电话系统(UMTS)WCDMA网络中，BCMCS传输率是固定的且不可调整。因此UMTS W-CDMA系统不能通过对各个用户BCMCS传输率进行调节来对系统负载和信道状况进行补偿。
对于本领域普通技术人员来说，当仔细随同附图研究了以下的具体实施方式
之后，本发明的多个方面、特征和优点将变得更加清楚。


图1示出了支持到无线用户设备的广播多点传送服务(BSMCS)的无线通信网络的示意图。
图2示出了发送和接收广播/多点传送信息的示例性流程图。
具体实施例方式
图1示出了用于数据和语音服务的无线通信网络100的示例性CDMA 2000 1x发展(1xEV-DV，亦称作CDMA2000，发布C)，该无线通信网络100通常包括基站控制器110，其可通信地连接到一个或多个收发机基站(BTS)120和移动通信交换中心(MSC)130。示例性的网络100还包括分组数据服务节点(PDSN)140，其可通信地连接到IP主干网150或者其它网络。示例性的PDSN同样可通信地连接到认证、授权和记帐(AAA)实体160，以及BSC110可通信地连接到1x发展-DV运行和维护(O&M)实体170。在其他实施例中，更通常地，所述网络是其它的提供广播/多点传送服务的网络，例如，CDMA2000高速分组数据(HRPD)网络或其它的网络。先前公知CDMAHRPD为CDMA 1x演进版数据优化(1xEV-DO)和高速率数据(HDR)(仅高速数据版本的CDMA网络)。尽管示例性的网络基础设施结构是无线的，但是本公开也可以适用于有线的广播/多点传送服务应用。
在示例性的无线通信系统中，广播/多点传送服务源于内容服务器。在某些网络中，内容服务器是图1中收发机基站的一部分，但是更通常地，内容服务器是与收发机基站120通信的网络实体。内容服务器可以位于基站控制器、网络控制器处，或者位于其它网络实体处，或者可能是与网络连接的独立服务器。也可以通过除了无线通信网络之外的网络中的服务器而提供的广播/多点传送服务。
在图1中，示例性的无线广播/多点传送用户设备102从一个或多个基站接收广播/多点传送服务，例如图1中的示例性的收发机基站，取决于无线用户设备102是移动式的还是固定的。在其他实施例中，广播/多点传送用户设备不一定是无线设备。
许多广播/多点传送服务应用可以使用多等级发送方案进行通信，将在下文讨论这样的例子。在某些广播/多点传送服务应用中，内容包括分别发送的相关信息的多个层。在一个实施例中，例如，第一广播/多点传送信息层相应于音频内容以及第二层相应于与该声音内容相关的视频内容。在另一个应用中，例如网页的内容是被解析为相应于基本级信息的标题信息。该示例性的网页也可以被解析为相应于增强级信息的全文，以及被解析为相应于精华级信息的图形信息。多等级传送也适用于可裁减的图画编解码器包的传送。可裁减的图画编解码器生成相应于不同的图象细节等级的分组。通过将低分辨率图画分组与包含附加图画细节的分组相结合而获得了具有更优细节的图画，即高分辨率的图画。在其他实施例中，广播/多点传送信息的一个或多个层包括与另一个层的内容信息相关或者有关的可靠性或冗余信息，将在下文进一步讨论这样的例子。
在一个实施例中，如图2的示例性进程图200所示，从框210开始，在第一信道上发送第一层广播/多点传送服务信息，在框220，在第二信道上发送第二层广播/多点传送服务信息。在其他实施例中，附加信息在其他信道上发送。
在许多应用中，如上提及的那样，当涉及多个广播/多点传送服务信息层时，该多个信息层的至少其中一个能够在没有其他层的情况下被解码并使用。例如，在上述音频/视频的例子中，音频信息可以在没有视频信息的情况下通过用户设备进行接收以及解码。然而，在其他实施例中，一个或多个信息层可以取决于另一个层，例如，一个或多个附加信息层包括用于包含有内容的另一个层的冗余信息。
在图2中，在框230，用户从基站接收多个层的内容并通过用户对所述内容进行组合以用于消费。因此，在某些实施例中，至少一个层能够在没有其他层的情况下被解码和使用，因此在没有接收到所有已发送的层的情况下，组合操作可以通过消费者产生用于消费的内容。出于多种原因，已发送的层可能对用户设备来说不可用，例如，所述层可能没有被接收或者它已经被破坏了。同样，用户设备可能也没有接收到指定了将在哪里(例如，在哪个信道上)接收该层的控制消息，或者所述用户设备可能不能访问该层，或者该用户可能已经丢失或者破坏了访问某层所需的加密密钥，其中在应用中对所述的层进行了加密。
在一个实施例中，第一和第二层广播/多点传送服务内容信息从相同的源发送，例如，从图1中共同的收发机基站(BTS)120。在其他实施例中，位于共同位置或者不同位置的分离的发射机发送该多层信息的相应层。
在一个应用中，在共用信道上发送第一层广播/多点传送服务信息，而在专用信道上发送第二层广播/多点传送服务信息。适当的这类传送的示例性方案是，在共用信道上向相应用户发送基本级的内容，而在多个专用信道上向相应用户发送增强内容。利用多个专用信道是适当的，其中使增强级别用户的数目不会调整共用信道的传送和/或使专用传送不占用过多的网络资源。在其他实施例中，在共用信道上发送相关的信息层，例如示例性的音频与视频层。在某些实施例中，共用信道上的层也可以对相应的专用信道上某些用户可用。当发生这些时的示例性方案是，某些用户具有大体上优于或者差于平均广播用户的信道情况，或者通过该共用信道所消费的资源或者提供的信息可以分别被减小或增加。
在某些实施例中，第一和第二层广播/多点传送服务信息大体上同时发送。在上述音频/视频的例子中，在时间上充分接近地发送音频层广播/多点传送内容和视频第二层广播/多点传送服务内容，从而允许接收者用户设备同步整合该音频与视频内容。在本示例性的例子中，大体上同时是指，当组合音频与视频信息时，在用户设备处不会具有将导致不可接受的音频与视频同步缺失的延迟。例如，对比于较高分辨率的显示的用户来说，较小的、相对低分辨率的显示的用户可以容忍较少的音频视频同步。因此至少对于接收者用户设备为消费而组合的某些内容来说，可以容忍同步的多或者少取决于特定的应用和消费所处的环境以及其他一些因素。因此，当图2的进程图200示出了在框210和220处多个信息层的顺序传送时，至少在某些应用中，这些信息层大体上同时地发送。
其他应用可以不需要同时传送。在可裁减的图画分组例子中，包括具有不同等级图象细节的层，基本级细节可以向大型组用户广播或多点传送，而更优的细节可以专用地向子群用户多点传送或发送。通过将低分辨率图画分组与包含附加细节的分组相组合，可以获得具有更优细节或高分辨率的图画。在该示例性的实施例中，在至少某些情况下可以不必同时发送该图画分组的层。例如，高和低分辨率分组层可以被顺序地发送并且存储在用户设备上，以稍后用于组合或者整合。在其他实施例中，如果希望，可以同时发送图画分组层信息。
在另一个实施例中，在第一信道上发送内容和可靠性信息，例如，在图2中的框210处，并且在第二信道上发送内容的附加的可靠性信息，例如，在图2中的框220处，其中该可靠性以及附加的可靠性信息用于对该内容进行解码。通常，在共用信道上发送至少其中一个信息层。在一个具体应用中，例如，可以在共用信道上发送内容，并且在共用或专用信道上发送附加的可靠性信息。
通常，大体上同时地发送任何冗余的解码信息和相应的内容，并且更具体地，在时间上充分接近地发送内容和附加的可靠性信息，从而使得接收者用户设备使用该可靠性和附加的可靠性信息能够对该内容进行解码。在图2中，在框230处用户对具有附加冗余信息的冗余信息和内容进行接收和组合。在某些实施例中，当接收时用户设备可以通过缓存该信息来补偿该内容和附加的可靠性信息之间的同步缺失。在这种情况下，可用的缓冲区大小限制了内容和可靠性信息之间可以同步缺失的程度。
冗余信息的多等级传送可用于提供不同等级服务质量(QoS)，例如，可以向不同的用户提供不同的帧错误速率(FER)。这些可以通过向用户发送相同的内容信息而带有不同等级的纠错编码来实现。例如，对于纠错可以使用1/4turbo编码对信息包进行编码。在一个实施例中，例如，在正向分组数据信道(F-PDCH)上向所有用户发送构成基本信息的系统位和三分之一的奇偶位作为广播/多点传送服务。在第二F-PDCH上向子群用户发送构成增强级信息的其余三分之二的奇偶位，作为多点传送服务。对比于仅基本信息的用户，基本和增强信息的用户将具有较低的FER。额外地，可以向使用专用数据信道的用户发送编码位的子集。通过将专用信道上的发送与第一F-PDCH和/或第二F-PDCH上的增强级进行组合，可以进一步减小FER。
在某些实施例中，通过在发送之前对某些或者所有信息层进行加密，可以控制或限制不同信息层的访问。在一个实施例中，例如，广播/多点传送服务的至少其中一个信息层在发送之前被加密。例如，可以不对基本级信息进行加密，而可以对增强级信息进行加密。该增强级信息的访问仅限于具有解密该增强信息所需的密钥的用户。在其他实施例中，对多于一层的广播/多点传送服务内容信息进行加密。在后面的示例性实施例中，不同的层的访问仅限于具有必要的解密密钥的用户。可以在预订时或稍后的时间获得该解密密钥，例如在安全通信的消息中。在图2的示例性进程示意图中，任何需要的解密出现在框230处。
在某些实施例中，使用不同的参数发送多层广播/多点传送服务信息的每一层。例如，可以使用第一发送参数发送第一层广播/多点传送服务信息，以及使用第二发送参数发送第二层广播/多点传送服务信息，其中第二发送参数通常不同于第一发送参数。示例性的参数包括，在其他中，以不同功率等级、不同的频带宽度进行发送、使用不同的编码速率、不同的调制方案的发送等等。
在某些实施例中，如图2所示，在框202处，网络基站向用户设备发送消息，表明在哪一个信道上正在发送至少其中一个信息层。在一个专用信道上发送其中一个层时，例如增强内容或附加的解码信息，网络可以向子群用户发送消息，用于识别在其上信息有效的专用信道，以进行接收。因此在图2中，框202处，用户设备接收识别信道(在该信道上将要发送内容)的消息或者接收或解码该信息所需的其它信息。
用于接收或解码多层信息的、用户设备所需的某些信息可以通过收发机基站本身确定，特别是当所使用的信道的其中一个是共用分组数据信道时，其中在该共用分组数据信道处，广播服务的资源可以在帧间发生变化。上述的信息可以包括用于发送的沃尔什编码组，或者是用于对编码速率和发送所使用的调制进行计算的信息，或者是任何其他上述的发射机参数。
以下将描述若干示例性实施例。示例性实施例包括许多在多个共用信道(例如，F-PDCH)上发送多层信息的例子。其他未描述的例子可以使用1xEV-DV中的F-PDCH信道以及其它信道，例如专用信道或者共用信道。对于以下的例子，发送给用户的控制消息提供了这样的信息，所述信息是关于在哪一个信道上寻找服务以及解密该服务所需的密钥(如果有的话)。在某些实施例中，附加的、与解码所需参数有关的控制消息是通过F-PDCCH发送的。通过为多层广播/多点传送服务保留一个预留的MAC_ID(例如，00000001)，为广播环境重新解释了F-PDCCH控制信道位。通过F-PDCCH2比特ACID(用于多个阶段ARQ处理的ARQ信道ID)、2比特SPID(子分组ID，为HARQ冗余版本)、以及1比特AI_SN(ARQ标识符序号)的组合，将识别出不同层的服务。由于没有反馈因此没有ARQ处理，因此广播/多点传送服务不需要这些字段。可以在控制消息中指定用于识别不同服务层的字段或字段的组合，所述的控制消息提供了关于在哪一个信道上寻找服务和解密该服务所需的密钥(如果有的话)的信息。也可以定义信令位(ARQ信道ID和/或增加的冗余版本)和各层之间的映射先验(priori)(假定每ARQ信道ID一层)从而节省信令开销。还可以形成新的广播服务控制信道，其具有相同的功能但具有不同的字段名。例如，字段可以被重命名(例如，将ACID改变为信道标识符(CID)，各个字段中的位数也变化了，以及字段可以被合并形成更大的字段(例如，如果不需要通过增加的冗余度的可靠性层，则SPID位可以被插入更大的ACID)。可以在公共帧期间接收的不同的层的数目可以通过当前接收的F-PDCCH的数目来限制(例如，两个)。在这些情况下，不同的层可以在不同的帧中发送，且通常与基本层的几个帧之中的帧一起发送(尽管不总是)。可以在特定帧期间接收的控制信道数目可以被增加，以容纳附加的广播服务。
例子1为了可能的发送和帐单的差异，使用2比特ACID区别达4个不同的层，例如，层ID是ACID。可以提供多达4个不同的密钥。不需要或者不使用来自非广播服务的HARQ存储。由于各层在不同的ACID上，因此各层之间的编码器包大小F-PDCCH控制字段(N_EP)无须相同。例如，以ACID00、N_EP＝408位、19沃尔什编码、编码速率＝0.2237、一个时隙、以及QPSK调制这样的条件来发送一个层(例如，语音)。另一个层在相同或不同的帧内以ACID01、N_EP＝792、7沃尔什编码、编码速率0.5893、一个时隙以及16QAM调制的条件发送。根据运营商的商业模型，用户可以只接收语音密钥(应用于具有ACID00的信道)或者接收语音密钥和视频密钥(应用于具有ACID01的信道)。如果运营商不想不同地收费，则可以为这二者使用一个密钥，但是仅仅想为所有人提供基本层和有效地将额外层提供给处于良好状态的目标。下表1示出了例子1。
表1

ACID＝10，11，层2和3分组等等例子2为了可能的传输和帐单差异，可以使用2位SPID区分多达4个不同的层。可以提供多达4个不同的密钥。不需要ACID。来自非广播服务的HARQ存储器用一个HARQ信道中。由于各层在相同有效的ACID上(ACID被设置为相同的值或者干脆忽略)，因此各层之间的N_EP必须相同。此外，在这种情况下的额外“层”为两个层的可靠性增加的接收。例子以如下的条件发送视频，SPID00、N_EP＝3096位、19沃尔什编码、编码速率＝0.5658、2个时隙以及8PSK调制。在相同或者不同的帧中以SPID01、N_EP＝3096、7沃尔什编码、编码速率0.5759、4个时隙以及16QAM调制来发送冗余度。如果SPID00表明新的分组，则其他的SPID总是与先前或者同时地收到的SPID00共同解码。根据运营商的商业模型，用户可以只接收基本密钥(应用于具有SPID00的信道)或者接收基本密钥和增强密钥(应用于具有SPID01的信道)。如果运营商不想不同地收费，则可以为这二者使用一个密钥，但是仅仅想为所有人提供基本质量和为了有效地将更优的质量提供给处于良好状态的目标。下表2示出了例子2。
表2

例子3使用ACID和SPID的组合定义多达16种不同的层。利用ACID/SPID各层之间的许多不同的映射(和密钥)是可能的。以下示出了3层的例子。
表3

上述实例1至3每个使用SPID00来标识新的分组。如果使用AI_SN，则使用表明相同的分组的AI_SN和SPID00可以发送和组合分组的重复。非00的SPID可以与具有相同AI_SN的、先前或者同时接收的SPID00共同解码。例子1到3的可选例子的修正表如下。
下表4示出了例子1的可选方式表4

ACID＝10，11，层2和3分组等等下表5示出了例子2的可选方式。
表5

下表6示出了例子3的可选方式。
表6

当发明者以创立本发明的方式描述了本发明及其最佳方式以及使得本领域普通技术人员能够制造并使用时，应当理解和认识到，存在许多此处公开的示例性实施例的等同物，并且在不背离本发明保护范围和精神的情况下可以作出多种改变和变化，其不是被示例性实施例所限制，而是由所附的权力要求进行限制。
权利要求
1.一种无线通信网络基础设施中的方法，该方法包括在第一信道上发送第一层广播/多点传送服务内容信息；在第二信道上发送第二层广播/多点传送服务内容信息，第一和第二信道的至少其中一个是共用广播信道，第一层广播/多点传送服务内容信息与第二层广播/多点传送服务内容信息相关，第一和第二层的至少其中一个能够在没有第一和第二层的另一个的情况下被解码和使用。
2.如权利要求1所述的方法，从共用资源发送第一和第二层广播/多点传送服务内容信息。
3.如权利要求1所述的方法，在发送第一和第二层广播/多点传送服务内容信息之前发送用于识别至少其中一个第一和第二信道的消息。
4.如权利要求1所述的方法，大体上同时地发送第一层广播/多点传送服务内容信息和发送第二层广播/多点传送服务内容信息。
5.如权利要求1所述的方法，在时间上充分接近地发送第一层广播/多点传送服务内容信息和发送第二层广播/多点传送服务内容信息，从而允许接收者大体上同步的整合第一和第二层广播/多点传送服务内容信息。
6.如权利要求1所述的方法，通过在共用信道上发送第一层广播/多点传送服务内容信息，从而在第一信道上发送第一层广播/多点传送服务内容信息；通过在专用信道上发送第二层广播/多点传送服务内容信息，从而在第二信道上发送第二层广播/多点传送服务内容信息。
7.如权利要求4所述的方法，在第二共用信道上发送第三层广播/多点传送服务内容信息，该第三层广播/多点传送服务内容信息与第一第二层内容信息相关。
8.如权利要求1所述的方法，在第三信道上发送可靠性信息，该可靠性信息用于对第一和第二层广播/多点传送服务内容信息的至少其中一个进行解码。
9.如权利要求1所述的方法，第一层广播/多点传送服务内容信息是在共用广播信道上发送的基本广播/多点传送服务信息；第二层广播/多点传送服务内容信息是在第二共用广播信道或专用信道的其中一个上发送的基本广播/多点传送服务增强信息。
10.如权利要求1所述的方法，在发送之前对第一和第二层广播/多点传送服务内容信息的至少其中一个进行加密。
11.如权利要求1所述的方法，在发送之前使用不同的加密密钥对第一和第二层广播/多点传送服务内容信息进行加密。
12.如权利要求2所述的方法，使用第一发送参数发送第一层广播/多点传送服务内容信息；使用不同于第一发送参数的第二发送参数发送第二层广播/多点传送服务内容信息。
13.一种在无线通信网络中的方法，该方法包括在第一信道上发送内容和可靠性信息；在第二信道上发送该内容的附加的可靠性信息，该可靠性和附加的可靠性信息用于对该内容进行解码。
14.如权利要求13所述的方法，在时间上充分接近地发送所述内容、所述可靠性信息和所述附加的可靠性信息，从而允许接收者使用该可靠性和附加的可靠性信息对该内容进行解码。
15.如权利要求13所述的方法，在第一信道上发送所述内容和可靠性信息包括在共用广播信道上发送广播/多点传送服务内容和可靠性信息，在专用信道上发送附加的广播/多点传送服务内容，大体上同时地发送所述广播/多点传送服务内容和可靠性信息以及所述附加的广播/多点传送服务内容。
16.如权利要求13所述的方法，在共用信道上发送所述内容以及可靠性信息；在专用信道上发送内容的附加的可靠性信息。
17.如权利要求13所述的方法，在共用信道上发送所述内容以及可靠性信息；在另一个共用信道上发送内容的附加的可靠性信息。
18.如权利要求13所述的方法，使用第一发送参数发送所述内容以及可靠性信息；使用不同于第一发送参数的第二发送参数发送所述附加的可靠性信息。
19.如权利要求13所述的方法，大体上同时地在第一信道上发送所述内容和可靠性信息以及在第二信道上发送用于内容的附加的可靠性信息。
20.一种无线通信设备中的方法，所述方法包括接收用于识别信道的消息，在所述信道上将要发送内容；在第一信道上接收第一层内容信息；在第二信道上接收第二层内容信息，在所述消息中识别第一和第二信道的至少其中一个。
21.如权利要求20所述的方法，在无线用户设备处组合第一和第二层内容。
22.如权利要求20所述的方法，所述无线通信设备是广播/多点传送用户设备，接收第一层内容信息包括接收第一层广播/多点传送内容信息；接收第二层内容信息包括接收第二层广播/多点传送内容信息。
23.如权利要求22所述的方法，在第一信道上接收第一层内容信息包括在第一广播信道上接收第一层内容信息。
24.如权利要求20所述的方法，对第一和第二层内容信息进行加密，使用第一密钥对第一层内容信息进行解密，使用不同于第一密钥的第二密钥对第二层内容信息进行解密。
25.如权利要求20所述的方法，至少对第一和第二层内容信息的其中一个进行加密，接收用于至少一个解密的第一和第二层内容信息的至少一个解密密钥，使用所述解密密钥对至少一个解密的第一和第二层内容信息进行解密。
26.一种广播/多点传送用户设备中的方法，所述方法包括在第一信道上接收第一层内容信息；在第二信道上接收第二层内容信息，第一和第二信道的至少其中一个是共用广播信道，大体上同时地接收第一层内容信息和第二层内容信息，在所述无线通信设备处整合第一和第二层内容信息。
全文摘要
一种无线通信网络基础设施中的方法，包括在第一信道上发送(210)第一层广播/多点传送服务内容信息，以及在第二信道上发送(220)第二层广播/多点传送服务内容信息，第一和第二信道的至少其中一个是共用广播信道，其中第一和第二层广播/多点传送服务内容信息是相关的。在用户设备处接收并组合(230)所述信息，其中第一和第二层的至少其中一个能够在没有第一和第二层的另一个的情况下被解码并使用。
文档编号H04W4/06GK1902951SQ200480039409
公开日2007年1月24日 申请日期2004年12月16日 优先权日2003年12月30日
发明者毕皓, 布赖恩·K·克拉松, 朱芒 申请人:摩托罗拉公司