專利名稱：用于可重新配置多媒體系統(tǒng)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軟件無線電技術(shù)。更具體地，本發(fā)明涉及一種基于高層應(yīng)用、負(fù)載、信道狀況和/或接收機(jī)特性來重新配置軟件無線電。
背景技術(shù)：
軟件定義無線電(SDR)技術(shù)是用于實現(xiàn)接口重新配置能力的一種技術(shù)術(shù)語的表示。SDR通過物理層的參數(shù)化控制實現(xiàn)有限的編程能力，并局限在對尺寸、重量、功率和成本要求不很嚴(yán)格的基站中應(yīng)用。術(shù)語“軟件定義無線電”用來描述能提供如下軟件控制功能的無線電技術(shù)各種調(diào)制技術(shù)、寬帶或窄帶操作、安全通訊功能(如跳頻)以及在寬頻范圍上當(dāng)前和以后的標(biāo)準(zhǔn)中的波形要求。
未來幾年無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有望持續(xù)發(fā)展，而更新的多媒體業(yè)務(wù)也會在未許可的頻帶上持續(xù)增長，這些改變使得對多種空中接口標(biāo)準(zhǔn)的支持成為必要。對多種空中接口標(biāo)準(zhǔn)的支持要求用戶終端具有當(dāng)新的標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)時隨著時間的變化，或當(dāng)在漫游過程中移動終端進(jìn)入其他的接入網(wǎng)絡(luò)時隨著空間的變化而重新配置物理層的能力。
此外，基于傳送的多媒體內(nèi)容類型，和改變這些內(nèi)容的設(shè)備的類型和容量也需要可重新配置能力。實際上，需要這種看上去超出了數(shù)字信號處理器和微處理器處理功能的可編程體系結(jié)構(gòu)。然而截至到目前，在承載多媒體業(yè)務(wù)的無線網(wǎng)絡(luò)上還看不到軟件無線電體系結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，同一個調(diào)制解調(diào)器設(shè)備將被重新配置以實現(xiàn)理想的空中接口。設(shè)備的可編程能力并不限于參數(shù)下載。實際上，整個詳細(xì)的硬件功能說明都可以下載，從而使它成為一種完全可編程的解決方案。在重新配置調(diào)制解調(diào)設(shè)備時，一種智能控制器加入以下信息，包括正被傳送的業(yè)務(wù)(數(shù)據(jù))特性，發(fā)送器/接收器設(shè)備的功率限制，以及信道特性等。這樣，設(shè)備可編程能力并不知道其正在發(fā)送的業(yè)務(wù)。


圖1表示本發(fā)明體系結(jié)構(gòu)配置的第一方面。
圖2A和2B提供根據(jù)本發(fā)明的方法的一方面的簡要總括流程圖。
發(fā)明詳細(xì)描述如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提出一種基于多媒體系統(tǒng)的軟件定義無線電的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
盡管在下面結(jié)合圖1，描述了一種可重新配置編碼器/解碼器的示例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還是應(yīng)該明白所討論的這些方面只是為了描述的目的，而不是限制的目的，很多其它類型的系統(tǒng)也落在本發(fā)明的精神和附加權(quán)利要求的范圍內(nèi)。比如，能夠使用如MPEG或基于小波編碼的標(biāo)準(zhǔn)視頻技術(shù)。這些算法的一種重要特性就是它們既有可重新配置屬性(允許復(fù)雜性和可擴(kuò)展性)，也具有對包丟失的魯棒性。因此，在編碼效率，復(fù)雜性和可靠性之間采用折衷方案，來實現(xiàn)可重新配置的編碼器/解碼器。
為增強(qiáng)本發(fā)明的市場生命力，最好消費終端的SDR，具有成本適應(yīng)性的折衷方案。
圖1的實心箭頭表示在通信堆棧各層上的數(shù)據(jù)流向。如圖所示，可重新配置物理層100與信道110和智能控制器115通信。數(shù)據(jù)鏈路層120和物理層100形成了應(yīng)用層125。應(yīng)用層包括應(yīng)用驅(qū)動程序。這些驅(qū)動程序的兩個例子是(1)魯棒性多媒體傳送；(2)比特率和復(fù)雜性可變的多媒體傳送。該堆?？梢园ㄔO(shè)備功率管理模塊135，可重新配置解碼器/編碼器140和TCP/IP接口145。
對于魯棒性多媒體傳送，必須考慮各種影響整個無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(QoS)的因素。這些因素分散在如圖1所示的不同協(xié)議堆棧層，從物理層100開始，有由于多徑衰落和用戶移動產(chǎn)生的信道特性變化，包括鏈接層120在內(nèi)，有將被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流特性的變化。根據(jù)本發(fā)明一個方面，必須尋求一種跨層的優(yōu)化方案。調(diào)制必須動態(tài)重新配置而且物理層的編碼技術(shù)也要基于信道特性和設(shè)備功率限制而重新配置。這個過程將通過基于軟件無線電(SWR)理論開發(fā)的技術(shù)而實現(xiàn)。
對于比特率和復(fù)雜性可變的多媒體信息傳送，應(yīng)該有對視頻內(nèi)容的統(tǒng)一編碼，使得能在具有各種特性和限制的網(wǎng)絡(luò)上傳輸，比如MPEG-4 FGS和三維小波技術(shù)。4G無線接入前景的一項重要實例可以是統(tǒng)一多媒體接入(UMA)，它指多媒體數(shù)據(jù)如何能夠被大量用戶/客戶在任何時間和從任何地點觀看任何他們需要的視頻流。在UMA的框架中，多媒體信息從網(wǎng)絡(luò)接入依賴下面三個參數(shù)用戶喜好，信道特性和設(shè)備容量。因此，采用的是可重新配置的可擴(kuò)展編碼技術(shù)。這些可擴(kuò)展編碼技術(shù)支持接收方驅(qū)動的可擴(kuò)展視頻技術(shù)，它允許根據(jù)不同的客戶端(設(shè)備)容量和實際網(wǎng)絡(luò)狀況傳送相應(yīng)的信息流。
此外，可以采用4G無線網(wǎng)絡(luò)上可擴(kuò)展視頻的相應(yīng)跨層保護(hù)策略，因為網(wǎng)絡(luò)層需要與應(yīng)用程序協(xié)調(diào)來支持帶寬自適應(yīng)，而不是依靠底層的QoS來隔離應(yīng)用程序。
根據(jù)本發(fā)明，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下所述，無線層以內(nèi)容獲知的方式重新配置，它意味著重新配置的定時和規(guī)范必須在各堆棧層中得到執(zhí)行。智能控制器115跨越多個協(xié)議層。從圖1的虛線箭頭還可以看出，一些信號需要在堆棧和控制器之間進(jìn)行交換。另外，重新配置是基于應(yīng)用層和物理層的信息聯(lián)合產(chǎn)生的。
SWR庫模塊130至少要有傳輸或者接收能力(Tx/Rx)之一。SWR庫模塊包括可重新配置對象說明、設(shè)計和性能參數(shù)。SWR根據(jù)影響無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量(QoS)的協(xié)議棧的一系列因素而重新配置。智能控制器115通過與設(shè)備功率管理模塊135通信增加有關(guān)話務(wù)量(正在傳送的數(shù)據(jù))的屬性信息，發(fā)射機(jī)/接收機(jī)設(shè)備功率限制確定。比如，本地設(shè)備功率管理請求可由控制器115從設(shè)備電源管理模塊135接收。
智能控制器根據(jù)堆棧的各個層收集的數(shù)據(jù)來做出適當(dāng)?shù)闹匦屡渲密浖o線電(SWR)的決定。這個過程稱為交叉優(yōu)化方案，在此之前沒有人提出。考慮到監(jiān)視不同協(xié)議層的算法可采用標(biāo)準(zhǔn)視頻技術(shù)，如MPEG，基于小波的編碼，MPEG2-4等。對算法的要求是既有可重新配置特性(允許可擴(kuò)展性)，也有對包丟失的魯棒性。
圖2A和2B描述了根據(jù)本發(fā)明方法的一個方面的概括。
在圖2A的步驟(a)，提供了包括可重新配置對象的說明，設(shè)計和性能參數(shù)的SWR庫模塊。
在步驟(b)，提供與SWR庫模塊通信的控制器。
在步驟(c)，電源管理設(shè)備模塊與控制器通信。
在步驟(d)，可重新配置解碼器/編碼器提供給SWR用于調(diào)制的動態(tài)編碼信息。
在步驟(e)，提供與解碼器和控制器通信的TCP/IP接口。
在步驟(f)，提供包括鏈路層和重新配置的物理層的應(yīng)用層，物理層適于信道通信，而應(yīng)用層至少包括一個用于多媒體傳送的驅(qū)動程序。
在步驟(g)，控制器監(jiān)視信道狀況，功率限制和預(yù)先確定的各協(xié)議層的服務(wù)質(zhì)量(QoS)標(biāo)準(zhǔn)，比如物理層，應(yīng)用層和設(shè)備功率管理層。
在步驟(h)，動態(tài)重新配置調(diào)制器和/或編碼器/解碼器，重新配置是根據(jù)控制器監(jiān)視的各層的變化情況而進(jìn)行的。重新配置可根據(jù)已知的可重新配置的算法或?qū)υO(shè)備特別寫入。因此，這是一個針對多媒體傳送的動態(tài)系統(tǒng)，它利用跨層優(yōu)化方案來增強(qiáng)多媒體傳送。
結(jié)合智能控制器，編碼器/解碼器模塊140根據(jù)從物理層得到的信道狀況信息、設(shè)備功率限制和將被傳送的數(shù)據(jù)流特性來重新配置調(diào)制和編碼方式。盡管本發(fā)明的最佳模式是根據(jù)以上所有準(zhǔn)則執(zhí)行重新配置，也可能根據(jù)一個或多個以上準(zhǔn)則或其它附加準(zhǔn)則進(jìn)行重新配置。也應(yīng)該知道，除根據(jù)本發(fā)明用于傳送多媒體內(nèi)容的系統(tǒng)外，包含可重新配置編碼器/解碼器的調(diào)制解調(diào)器，以及根據(jù)對SWR通信棧的各棧層的監(jiān)視、用來監(jiān)視和動態(tài)重新配置該可重新配置的編碼器/解碼器的控制器也屬于請求保護(hù)的發(fā)明的一部分。
權(quán)利要求
1.一種可重新配置的多媒體系統(tǒng)，包括一個包含可重新配置的對象說明、設(shè)計和性能參數(shù)的軟件對象無線電(SWR)庫，所述的SWR至少適于通過無線通信來傳送或接收多媒體內(nèi)容；一個與所述的SWR庫通信的控制器；一個與所述控制器通信的電源管理設(shè)備模塊；一個與所述控制器通信的可重新配置編碼器/解碼器，用于給SWR提供調(diào)制所需的動態(tài)編碼信息；一個與所述可重新配置編碼器/解碼器以及所述控制器通信的TCP/IP接口；一種包含鏈路層和可重新配置物理層的應(yīng)用層，各層之間互相通信并能和上述控制器通信，物理層適于信道通信，所述應(yīng)用層包括至少一個用于多媒體傳送的驅(qū)動程序；其中，控制器監(jiān)視物理層和鏈路層信息，可重新配置編碼器/解碼器根據(jù)跨層優(yōu)化方法和控制器通過以下方式共同作用，來動態(tài)重新配置多媒體內(nèi)容的調(diào)制和編碼方式(a)物理層根據(jù)信道狀況和設(shè)備功率限制；(b)鏈路層根據(jù)多用戶網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)接入時延的變化；(c)應(yīng)用層根據(jù)傳送數(shù)據(jù)流的特性變化。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中可重新配置的編碼器/解碼器在跨層優(yōu)化時使用基于小波的編碼。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中可重新配置的編碼器/解碼器在跨層優(yōu)化時使用MPEG編碼。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中可重新配置的編碼器/解碼器使用3維小波編碼。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中功率管理設(shè)備模塊根據(jù)提供給它的預(yù)定的服務(wù)質(zhì)量(QoS)準(zhǔn)則進(jìn)行操作。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中控制器和可重新配置的編碼器/解碼器還包括可重新配置的調(diào)制解調(diào)器設(shè)備，它適于實現(xiàn)與軟件定義無線電(SDR)的理想空中接口。
7.一種用于提供重新配置多媒體系統(tǒng)的方法，它包含如下步驟(a)提供一個包含可重新配置的對象說明、設(shè)計和性能參數(shù)的軟件對象無線電(SWR)庫，所述的SWR至少適于通過無線通信來傳送或接收多媒體內(nèi)容；(b)提供一個與所述的SWR庫通信的控制器；(c)提供一個與所述控制器通信的電源管理設(shè)備模塊；(d)提供一個與所述控制器通信的可重新配置編碼器/解碼器，用于給SWR提供調(diào)制所需的動態(tài)編碼信息；(e)提供一個與所述可重新配置編碼器/解碼器以及所述控制器通信的TCP/IP接口；(f)提供一個包含鏈路層和可重新配置物理層的應(yīng)用層，各層之間互相通信并能和上述控制器通信，物理層適于信道通信，所述應(yīng)用層包括至少一個用于多媒體傳送的驅(qū)動程序；(g)通過控制器監(jiān)視信道狀況、設(shè)備功率限制和預(yù)定的服務(wù)質(zhì)量(QoS)準(zhǔn)則；(h)根據(jù)跨層優(yōu)化算法，由可重新配置編碼器/解碼器和控制器共同作用，來重新配置多媒體內(nèi)容的調(diào)制和編碼(1)從物理層根據(jù)信道狀況和設(shè)備功率限制；(2)在鏈路層根據(jù)多用戶網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)接入時延的變化；以及(3)在應(yīng)用層根據(jù)要傳送的數(shù)據(jù)流的特性變化。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中可重新配置的編碼器/解碼器在跨層優(yōu)化時使用基于小波的編碼。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中可重新配置的編碼器/解碼器在跨層優(yōu)化時使用MPEG算法。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中可重新配置的編碼器/解碼器使用3維小波算法。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其中功率管理設(shè)備模塊根據(jù)提供給它的預(yù)定的服務(wù)質(zhì)量(QoS)準(zhǔn)則進(jìn)行操作。
12.一種通過軟件無線電(SWR)用于多媒體范圍傳送的可重新配置調(diào)制解調(diào)器，包括一個可重新配置的編碼器/解碼器，它適于實現(xiàn)與軟件定義無線電(SDR)的期望的空中接口，該SDR應(yīng)包含一個多層的通信棧；一個監(jiān)視該通信棧多個層的跨層優(yōu)化的控制器，它可以根據(jù)對于通信棧狀況改變的預(yù)定準(zhǔn)則，由該編碼器/解碼器動態(tài)重新配置多媒體內(nèi)容的調(diào)制和編碼。
13.如權(quán)利要求12所述的調(diào)制解調(diào)器，其中可重新配置的編碼器/解碼器在通信棧優(yōu)化時采用基于小波的解碼。
14.如權(quán)利要求13所述的調(diào)制解調(diào)器，其中基于小波的解碼包含了3維小波。
15.如權(quán)利要求12所述的調(diào)制解調(diào)器，其中可重新配置的編碼器/解碼器在通信棧跨層優(yōu)化時采用MPEG。
16.如權(quán)利要求15所述的調(diào)制解調(diào)器，其中通信棧的跨層優(yōu)化包括就以下至少一點來動態(tài)優(yōu)化多個層(a)相關(guān)聯(lián)的信道和設(shè)備的信道狀況和設(shè)備功率限制；(b)相關(guān)聯(lián)的多用戶網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)接入時延變化；(c)將被傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流的特性變化。
17.如權(quán)利要求15所述的調(diào)制解調(diào)器，其中通信棧的跨層優(yōu)化根據(jù)預(yù)定的服務(wù)質(zhì)量(QoS)準(zhǔn)則實現(xiàn)。
全文摘要
一種可重新配置的多媒體系統(tǒng)、方法和設(shè)備，可以監(jiān)視和重新配置通信棧的多個通信層，以動態(tài)重新配置軟件定義無線電(SDR)的調(diào)制和編碼方式。該系統(tǒng)包括一個含有可重新配置的對象說明、設(shè)計和性能參數(shù)的軟件對象無線電(SWR)庫，此SWR至少適應(yīng)于一種通過無線通信傳送或接收的多媒體內(nèi)容；一個和SWR庫通信的控制器；一個和所述控制器通信的功率管理設(shè)備模塊；一個和所述控制器通信、給SWR提供調(diào)制所需的動態(tài)編碼信息的可重新配置編碼器/解碼器；一個和所述可重新配置編碼器/解碼器以及所述控制器通信的TCP/IP接口；以及一個包含鏈路層和可重新配置物理層的應(yīng)用層，各層之間互相通信并能和所述控制器通信，物理層適應(yīng)于信道通信，應(yīng)用層至少包括一個用于多媒體傳送的驅(qū)動程序。控制器監(jiān)視物理層和鏈路層信息，可重新配置編碼器/解碼器根據(jù)跨層優(yōu)化方法，動態(tài)重新配置多媒體內(nèi)容的調(diào)制和編碼方式。
文檔編號H04L29/08GK1593050SQ02823513
公開日2005年3月9日 申請日期2002年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月26日
發(fā)明者K·維亞納塔恩, S·克里斯納馬查里, M·范德斯查爾 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司