專利名稱：選擇多播/廣播服務的分組數據服務節(jié)點的制作方法
背景領域本發(fā)明一般涉及無線通信系統(tǒng)，尤其涉及用于無線通信系統(tǒng)內的消息傳輸的方法和裝置。
背景對無線通信系統(tǒng)上的分組數據服務的需求日益增加。由于傳統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)被設計用于語音通信，用于支持數據服務的擴展引入許多挑戰(zhàn)。對于多數設計者節(jié)省帶寬是首要考慮。在如廣播傳輸的單向傳輸中，單個廣播內容被提供給多個用戶。用戶由唯一的標識符標識，而標識符包含在尋址信息中。在此系統(tǒng)中，可以要求多個基礎設施單元復制廣播分組，以標識多個預期接收者的每一個。傳輸信號的復制用盡了有用帶寬，從而減小了通信系統(tǒng)的效率，而且增加了中間基礎設施單元的處理要求。尤其對于廣播服務，目標接收者的數目可以高得驚人，從而產生資源分配和可用帶寬損失的問題。
因此，需要無線通信系統(tǒng)中將數據傳輸至多個收信人的有效且正確的方法。而且，需要將廣播數據路由至多個用戶的方法，其中每個用戶被唯一標識為目標接收者。
摘要這里公開的實施例通過提供用于根據給定通信的多播地址選擇分組數據服務節(jié)點(PDSN)的方法滿足了上述需要。一實施例對多播地址和分組控制功能(PCF)節(jié)點可到達或可與之通信的PDSN數目執(zhí)行取模操作。取模操作的結果對應于PDSN數目之一。
一方面，在支持廣播傳輸的無線通信系統(tǒng)中，此系統(tǒng)具有協(xié)議控制功能節(jié)點和多個分組數據服務節(jié)點，一種用于建立傳輸路徑的方法包括確定可與協(xié)議控制功能節(jié)點通信的多個分組數據服務節(jié)點的第一個數目，以及將第一個通信的第一個分組數據服務節(jié)點確定為第一個數目的函數。
另一方面，在支持廣播傳輸的無線通信系統(tǒng)中，此系統(tǒng)具有協(xié)議控制功能節(jié)點和多個分組數據服務節(jié)點，一種用于建立傳輸路徑的方法包括確定第一個通信的多播地址；以及將第一個通信的第一個分組數據服務節(jié)點確定為第一多播地址的函數。
附圖的簡要描述

圖1是支持幾個用戶的擴展頻譜通信系統(tǒng)的圖示。
圖2是支持廣播傳輸的通信系統(tǒng)的框圖。
圖3是對應于無線通信系統(tǒng)中廣播服務選項的協(xié)議棧模型。
圖4是無線通信系統(tǒng)拓撲中廣播服務的消息流的流圖。
圖5是支持使用廣播內容的多播因特網協(xié)議傳輸進行廣播傳輸的無線通信系統(tǒng)的功能圖。
圖6是具有可與給定PCF通信的多個PDSN的無線通信系統(tǒng)。
圖7是選擇可與給定PCF通信的多個PDSN之一的流程圖。
優(yōu)選實施例的詳細描述短語“示例性”這里用來專指“作為一例子、實例、或示例”。這里所描述為“示例性”的任何實施例不必被理解為優(yōu)選的或優(yōu)于其他實施例的。
可用帶寬的有效使用影響系統(tǒng)的性能和廣度。為了此目標，多種技術已經被應用以減小與數據或內容信息一同發(fā)送的附加開銷信息的大小。例如，在數據傳輸中，數據以幀為單位被發(fā)送。一幀信息通常包括頭部信息、數據有效負荷信息、以及尾部。這些幀可以是數據分組的一部分、數據消息的一部分、或信息流形式的連續(xù)幀，諸如音頻和/或視頻流。附加在每幀數據(以及每個分組或消息)上的是包含處理信息的頭部，此信息使接收機理解包含在幀中的信息。此頭部信息被認為是附加開銷，即與信息內容一起被發(fā)送的處理信息。信息內容被稱為有效負荷。
通過各種基礎設施單元數據幀被發(fā)送通過整個通信系統(tǒng)。在常規(guī)系統(tǒng)中，至多個用戶的信息傳輸需要在中央分組數據控制點處，諸如分組數據服務節(jié)點處(PDSN)復制信息。此復制增加對PDSN的處理需要并且浪費了有效帶寬。例如，給定系統(tǒng)的擴展需要路由器，而且接近PDSN的連接線路其大小足以處理復制的話務。PDSN發(fā)送多個拷貝至基站，基站再將信息轉交給每個用戶。常規(guī)方法在單向廣播服務中尤為不利，其中許多用戶接收廣播傳輸。這樣，PDSN必須制造大量的拷貝，將具體地址用于每個拷貝并且分別發(fā)送這些拷貝。
PDSN通常被要求提供附加的頭部信息，標識每個目標接收者。對于廣播服務，目標接收者的數目可以非常大，這樣產生資源分配和可用帶寬的損失問題。
無線通信系統(tǒng)的示例實施例使用一種數據傳送方法，此方法在滿足系統(tǒng)的準確性和傳輸要求的情況下減小基礎設施單元所使用的帶寬。在示例性實施例中，在BS或分組控制功能(PCF)節(jié)點處執(zhí)行復制，釋放PDSN或中央分組數據路由器，以將具有多播頭部的消息發(fā)送至參與此廣播的每個BS或PCF。例如，消息可以通過MC樹處理至PCF，其中PCF為每個BSC復制消息，然后通過不同的單播連接，即PCF和特定BSC之間建立的連接或安全通道發(fā)送每個消息。值得注意的是，UC連接可以被認為是點對點的連結。示例性實施例支持單向廣播服務。此廣播服務提供視頻和/或音頻流至多個用戶。廣播服務的訂戶“調諧”至指定信道以接入廣播傳輸。視頻廣播的高速度傳輸的帶寬要求大時，希望降低網絡內中繼段上復制分組的復制和傳輸量。
下面的討論進一步說明示例型實施例，首先給出一般的擴頻無線通信系統(tǒng)。接著，引入廣播服務；其中此服務成為高速廣播服務(HSBS)，而且此討論包括示例型實施例的信道分配。然后給出預定模型，包括選擇付費預定、免費預定、以及混合預定計劃的任選項，與當前電視傳播使用的那些模型相似。接著，詳細說明接入此廣播服務的細節(jié)，給出服務選項的使用以定義給定傳輸的細節(jié)。參考系統(tǒng)的拓撲，即基礎設施單元討論廣播系統(tǒng)中的消息流。最后，討論示例性實施例中使用的頭部壓縮。
值得注意的是，此示例性實施例在整個討論中被提供作為示例；然而，其他實施例可以包括多種方面，并不違背本發(fā)明的范圍。本發(fā)明尤其適用于數據處理系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)、單向廣播系統(tǒng)、以及希望信息有效傳輸的任何其他系統(tǒng)。
無線通信系統(tǒng)示例性實施例使用支持廣播服務的擴頻無線通信系統(tǒng)。無線通信系統(tǒng)被廣泛用于提供各種類型的通信，諸如語音、數據等等。這些系統(tǒng)基于碼分多址(CDMA)、時分多址(TDMA)、或者一些其他調制技術。CDMA系統(tǒng)提供某些優(yōu)于其他類型系統(tǒng)的優(yōu)點，包括增加的系統(tǒng)容量。
系統(tǒng)可以被設計以支持一個或多個標準，諸如這里稱為IS-95標準的“TIA/EIA/IS-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standardfor Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”、由名為“3rdGeneration Partnership Project”的協(xié)會提供的這里稱為3GPP的標準、以及包含在包括文件號3G TS25.211、3G TS25.212、3G TS25.213和3G TS25.214、3G TS25.215的一組文件中且這里稱為W-CDMA的標準、由名為“3rdGenerationPartnership Project 2”的協(xié)會提供的這里稱為3GPP2的標準、以及這里稱為cdma2000標準的TR-45.5，TR-45.5以前稱為IS-2000MC。上面引用的標準在這里清楚地通過引用結合于此。
每個標準具體定義從基站到移動站以及移動站到基站傳輸數據的處理。如一示例性實施例，下面的討論認為擴頻通信系統(tǒng)與cdma200協(xié)議標準一致。其他實施例可以結合另一個標準。還有的實施例可以將這里揭示的壓縮方法應用于其他類型的數據處理系統(tǒng)。
圖1為通信系統(tǒng)100的一示例，此系統(tǒng)支持幾個用戶并且可以實現本發(fā)明的至少一些方面和實施例。多種算法和方法的任一都可以被用于確定系統(tǒng)100中的傳輸時間。系統(tǒng)100為102A到102G的幾個小區(qū)提供通信，每個小區(qū)分別由基站104A到104G服務。在此示例性實施例中，基站104的一些具有多個接收天線，而其他只有一個接收天線。同樣，基站104的一些具有多個發(fā)射天線，而其他只有單個發(fā)射天線。對于發(fā)射天線和接收天線的組合沒有限制。因此，基站104可能具有多個發(fā)射天線和單個接收天線，或者具有多個接收天線和單個發(fā)射天線，或者同時具有單個或多個發(fā)射天線和接收天線。
覆蓋區(qū)域內的終端106可以為固定的(即，靜止的)或移動的。如圖1所示，各種終端106可以分散在整個系統(tǒng)中。在給定時間上，每個終端106在下行鏈路和上行鏈路上與至少一個可能更多的基站104通信，例如，在任何給定時間可以取決于是否使用軟切換或者終端是否被設計且運行以(進發(fā)地或串行地)從多個基站接收多個傳輸。CDMA通信系統(tǒng)中的軟切換在本領域內眾所周知，在美國專利號為5101501、標題為“Method and system for providing a SoftHandoff in a CDMA Cellular Telephone System”的專利中有詳細描述，此專利被轉讓給本發(fā)明的受讓人。
下行鏈路指從基站到終端的傳輸，上行鏈路指從終端到基站的傳輸。在此示例性實施例中，一些終端106具有多個接收天線，而其他只有一個接收天線。在圖1中，基站104A將數據在下行鏈路上發(fā)送至終端106A和106J，基站104B將數據發(fā)送至終端106B和106J，基站104C將數據發(fā)送至終端106C，等等。
對通過無線數據傳輸和無線通信技術可用的服務擴展的要求不斷增加，促進了特定的各種數據服務的發(fā)展。一個這樣的服務稱為高數據速率(HDR)。示例性HDR服務在“EIA/TIA-IS856 cdma2000 High Rate Packet Data AirInterface Specification”中被提出，稱為“HDR規(guī)范”。HDR服務一般重疊于語音通信系統(tǒng)，此系統(tǒng)提供無線通信系統(tǒng)中發(fā)送數據分組的有效方法。當發(fā)送的數據量和傳輸數目增加時，無線電傳輸可用的有限帶寬成為非常重要的資源。因此，在優(yōu)化使用可用帶寬的通信系統(tǒng)內需要一種調度傳輸的有效而公平的方法。在此實施例中，圖1中示出的系統(tǒng)100與具有HDR服務的CDMA類型系統(tǒng)一致。
高速廣播系統(tǒng)(HSBS)圖2中示出了無線通信系統(tǒng)200，其中視頻和音頻信息被提供給分組數據服務節(jié)點(PDSN)202。視頻和音頻信息來自電視傳送的節(jié)目或無線電傳輸。信息作為分組式數據，例如以IP分組方式被提供。PDSN202處理接入網絡(AN)內的IP分組的分發(fā)。如所示出的，AN被定義為包括與多個MS206通信的BS204的系統(tǒng)的部分。PDSN202被耦合到BS204。對于HSBS服務，BS204從PDSN202接收信息流，并且在指定信道上向系統(tǒng)200內的訂戶提供信息。
在給定小區(qū)內，有幾種部署HSBS廣播服務的方法。涉及設計系統(tǒng)的因素包括但不限于所支持的HSBS會話數目、頻率分配數目、以及支持廣播的物理信道的數目。
HSBS是在無線通信系統(tǒng)中通過空中接口被提供的信息流?！癏SBS信道”指單個邏輯HSBS廣播會話，由廣播內容定義。值得注意的是，給定HSBS信道的內容可以隨時間改變，例如7am新聞、8am天氣、9am電影等等?；跁r間的調度類似于單個電視頻道。“廣播信道”指單個前向鏈路物理信道，即傳送廣播話務的給定的沃爾什碼。廣播信道BCH對應于單個碼分復用(CDM)信道。
單個廣播信道可以攜帶一個或多個HSBS信道；這樣，HSBS信道將在單個廣播信道內以時分復用(TDM)的方式被多路復用。在一實施例中，在一扇區(qū)中單個HSBS信道被提供在多于一個廣播信道上。在另一實施例中，單個HSBS信道被提供在不同的頻率上以對那些頻率內的訂戶服務。
按照本示例性實施例，圖1中示出的系統(tǒng)100支持稱為高速廣播服務(HSBS)的高速多媒體廣播服務。此服務的廣播容量需要以足夠支持視頻和音頻通信的數據速率提供節(jié)目。如一示例，HSBS的應用包括電影、運動項目等等的視頻流。HSBS服務是基于互聯(lián)網協(xié)議(IP)的分組數據服務。
按照本示例性實施例，內容服務器(CS)通告系統(tǒng)用戶這些高速廣播服務的可供利用性。任何期望接收HSBS服務的用戶可以向CS預訂。然后，訂戶以CS提供的各種方法掃描廣播服務時刻表。例如，廣播時刻表可以通過廣告、短管理系統(tǒng)(SMS)消息、無線應用協(xié)議(WAP)、和/或其他一些一般符合且方便移動無線通信的方式通信。移動用戶被稱為移動站(MSs)。基站(BSs)在附加開銷消息中發(fā)送與HSBS相關的參數，諸如那些指定用于控制和信息的有關信道和/或頻率的發(fā)送的參數，即非有效負荷消息。有效負荷指傳輸的信息內容，其中對于廣播會話有效負荷是廣播內容，即視頻節(jié)目等等。當廣播服務訂戶期望接收廣播會話即某個廣播的定時節(jié)目時，MS讀取附加開銷消息并且得知適當的配置。然后，MS調諧至包含HSBS信道的頻率，并且接收廣播服務內容。
示例性實施例的信道結構與cdma2000標準一致，其中前向輔助信道(F-SCH)支持數據傳輸。一個實施例將大量的前向基本信道(F-FCH)或前向專用控制信道(F-DCCH)捆綁，以獲得數據服務的較高的數據速率要求。示例性實施例使用F-SCH作為支持64kbps的負載(不包括RTP附加開銷)的F-BSCH的基礎。F-BSCH還可以被修改以支持其他有效負荷速率，例如通過將64kbps有效負荷速率分為較低速率的子流。
一實施例也以多種不同方式支持組呼叫。例如，通過使用現存的單播信道，即每個MS一個前向鏈路信道，在前向和反向鏈路上不共享的F-FCH(或F-DCCH)。在另一示例中，在前向鏈路上應用F-SCH(在同一個扇區(qū)中由組成員共享)和F-DCCH(大多數時間除了前向功率控制子信道之外沒有幀)，反向鏈路上應用R-DCCH。在另一個實施例中，前向鏈路上的高速率F-BSCH和反向鏈路上的接入信道(或增強的接入信道/反向公共控制信道組合)被使用。
本示例性實施例的前向廣播輔助信道(F-BSCH)，具有高數據速率，可以使用基站的前向鏈路功率的很大部分，以提供足夠的覆蓋。因此，HSBC的物理層設計集中在廣播環(huán)境中的效率提高。
為了向視頻服務提供足夠的支持，系統(tǒng)設計考慮多種方式所要求的基站功率，以發(fā)送信道和相應的視頻質量。本設計一方面是在覆蓋區(qū)域的邊界上可察覺的視頻質量和靠近小區(qū)站點的視頻質量之間的主觀折中。當負載速率被降低時，有效的誤碼糾正碼率被增大，基站發(fā)射功率的給定電平將在小區(qū)的邊界提供更好的覆蓋。對于位于靠近基站的移動站，信道的接收保持零誤差而且視頻質量由于降低的源速率而被降低。同一折中也應用于F-BSCH支持的其他非視頻應用。降低信道支持的有效負荷速率以降低這些應用的下載速度為代價增加了覆蓋范圍。在視頻質量和數據吞吐量和覆蓋區(qū)域之間的相對重要性之間的平衡是客觀的。所選配置尋求特定應用的優(yōu)化配置，以及所有可能性之間的良好折中。
F-BSCH的有效負荷速率是一個重要的設計參數。按照實施例，下面的假設可以用在設計支持廣播傳輸的系統(tǒng)中(1)目標有效負荷速率是64kbps，提供可接受的視頻質量；(2)對于流視頻服務，有效負荷速被假定每個RTP分組的分組附加開銷包括12個8比特的字節(jié)；(3)RTP和物理層之間的所有層的平均附加開銷大約每個分組64個8比特的字節(jié)，加上每個MUXPDU頭部使用的每F-SCH幀8比特。
在示例性實施例中，對于非視頻廣播服務，支持的最大速率是64kbps。然而，許多低于64kbps的其他可能的有效負荷速率也可以獲得。
訂戶模型對于HSBS服務，有幾種可能的預訂/收入模型，包括免費接入、受控接入、以及部分受控接入。對于免費接入，接收此服務不需要預訂。BS廣播此內容而不加密，有興趣的移動端可以接收此內容。此服務提供者的收入可以通過廣告產生，這些廣告也在廣播信道內被發(fā)送。例如，將要發(fā)生的電影片斷可以被發(fā)送，為此攝影室將付費給服務提供者。
對于受控接入，MS用戶預訂此服務并且付對應的費用以接收廣播服務。沒有預訂的用戶不能接收HSBS服務?？梢酝ㄟ^加密HSBS傳輸/內容獲得受控接入，從而只有預訂的用戶可以解密此內容。這可以使用空中加密密鑰交換過程。此機制提供強安全性并且防止盜取服務。
混合接入機制，稱為部分受控接入，提供HSBS服務作為基于預訂的服務，此服務被加密并具有斷續(xù)的非加密廣告?zhèn)鬏?。這些廣告可以被用于鼓勵對加密的HSBS服務的預訂。MS通過外部方法已知這些非加密段的時間表。
HSBS服務選項HSBS服務選項被定義通過(1)協(xié)議棧；(2)協(xié)議棧中的選項；以及(3)建立和同步服務的過程。按照本示例性實施例的協(xié)議棧在圖3和4中示出，即，此示例性實施例中的MS、BS、PDSN以及CS。
繼續(xù)圖3，對于MS的應用層，協(xié)議具體說明了音頻編解碼器、視頻編解碼器和任何視頻輪廓。而且，當RTP被使用時協(xié)議具體說明了無線傳輸協(xié)議(RTP)有效負荷類型。對于MS的傳輸層，此協(xié)議具體說明了用戶數據報協(xié)議(UDP)端口。MS的安全層由此協(xié)議具體說明，其中當安全開始與CS相關聯(lián)時安全參數通過帶外信道被提供。網絡層具體說明IP頭部壓縮參數。按照一實施例，在連路層數據分組被壓縮，然后適當的成幀協(xié)議被應用于壓縮的數據。
消息流圖4說明了一實施例的給定系統(tǒng)拓撲的呼叫流程。此系統(tǒng)包括MS、BS、PDSN和CS，如水平軸上列出的?？v軸代表時間。用戶或MS是HSBS服務的訂戶。在時刻t1，MS和CS協(xié)商廣播服務的訂戶安全。協(xié)商包括交換和保持加密鍵等等，用于接收廣播信道上的廣播內容。此用戶建立與接收加密信息的CS的安全關聯(lián)。此加密信息可以包括廣播接入密鑰(BAK)或密鑰組合等等，都來自CS。按照一實施例，在分組數據會話期間，CS在專用信道上提供加密信息，諸如通過PPP、WAP或者其他帶外方法。
在時刻t2，MS調諧至廣播信道并且開始接收分組。時間上在此點，MS不能處理接收的分組，因為IP/ESP頭部通過ROHC被壓縮，MS的解壓縮器還沒有被初始化。在時刻t3，PDSN提供頭部壓縮信息(下面詳細描述)。從ROHC分組頭部，MS檢測且獲得ROHC初始化和刷新(IR)分組，該IR分組周期性地從PDSN被發(fā)送到廣播信道。ROHC IR分組用于初始化MS內的解壓縮器的狀態(tài)，允許其解壓縮接收分組的IP/ESP頭部。然后，MS能處理接收分組的IP/ESP頭部，然而，MS還要求進一步的信息以處理ESP有效負荷，因為有效負荷在CS用短期密鑰(SK)加密。SK與BAK協(xié)同工作，其中SK在接收端使用BAK被解密。CS還提供加密信息，諸如更新的密鑰信息或時刻t4的當前SK。值得注意的是，CS周期性地向MS提供信息，以確保當前的廣播安全。在時刻t5，MS從CS接收廣播內容。值得注意的是，可選實施例可以結合可選壓縮和解壓縮方法，這些方法提供頭部信息的有效傳輸。而且，可選實施例可以實現多種安全機制，以保護廣播內容。還有可選實施例可以提供非安全廣播服務。MS使用加密信息，諸如SK，以解密和顯示廣播內容。
接入網絡系統(tǒng)300的一般接入網絡拓撲在圖5中被說明，具有一個CS326、兩個PDSN320、322一個PCF310、一個共處一起的PCF和BSC312、以及三個BSC302、304、306。通過IP云狀框324的方式，CS326被耦合到PDSN320、322。IP云324和IP云314和308基本上是互連接的路由器的配置，此路由器形成從CS到多個來自CS的數據的不同接收者的IP路徑。在此IP云308內，實際通道，稱為A8通道，被形成用于從PCF310發(fā)送信息到BSC302和BSC304。此通道可以是GRE通道。稱為A9的協(xié)議被用于建立A8通道。IP云308可以被標為A8/A9云。在IP云314中，一個虛擬通道，稱為A10通道，被形成用于從PDSN320發(fā)送信息至每個PCF310和PCF/BSC312。值得注意的是，A10通道從PDSN320到PCF310被形成，而且第二個A10通道從PDSN320到PCF/BSC312被形成。此通道可以是GRE通道。稱為A11的協(xié)議用于建立A10通道。IP云314可以被標為A10/A11云。一實施例與cdma2000和HDR標準內詳細說明的一致，上文中有描述。接入網絡(AN)被定義為從PDSN到終端用戶例如MS的單元和連接。
按照一實施例，廣播CS326發(fā)送包含加密的廣播內容的IP分組至多個由D類多播IP地址標識的多播組。此地址被用于IP分組的目的地地址字段。給定PDSN320參加這些分組的多播路由。壓縮后，PDSN320將每個分組放置在用于傳輸的HDLC幀中。HDLC幀由通用路由封裝(GRE)分組封裝。值得注意的是，GRE封裝形成上文中描述的A10通道。GRE分組頭部的鍵字段使用一個特殊值，表示廣播承載體連接。GRE分組被附加上20字節(jié)的IP分組頭部，此頭部具有標識PDSN320的IP地址的源地址字段，而且目標地址字段使用D類的多播IP地址。多播IP地址與自CS326的初始IP分組所使用的地址相同。廣播連接中傳遞的分組被依次提供；在一實施例中啟動GRE排序特性。在可多播的路由器中完成IP多播分組的復制。值得注意的是，按照一可選實施例，IP云314實現點對點、或單播、通道至個別接收者PCF。對于我們，此連接點的多播鏈路或單播鏈路在較高層作出判決，其中UC通道提供增加的安全性，而且MC樹提供有效性。
按照一示例性實施例，CS326通過多播IP地址將數據發(fā)送至PDSN320，其中PDSN320還通過多播IP地址發(fā)送數據至PCFA310和PCF/BSC312。例如，PCF310接著確定活動集合中的個人用戶數，該活動集合在目標訂戶組中，并且為每個用戶復制從CS326接收的幀。PDSN PCF310確定BSC，對應于訂戶組中的每個用戶。
在一實施例中，采用BSC304發(fā)送至最近的BSC，其中BSC304可以復制接收分組且將他們發(fā)送至一個或多個鄰近BSC。BSC的鏈接產生了較好的軟切換性能?！板^接”BSC方法產生較好的軟切換性能。錨接的BSC304復制傳輸幀，并且將它用同樣的時間標記發(fā)送至其鄰近的BSC。當移動站從不同的BSC接收傳輸幀時，時間標記信息對于軟切換操作非常關鍵。
多播服務一類廣播服務被稱為多播(MC)服務或“組呼叫(GC)”，其中“GC組”包括其他參加GC的那些用戶，GC中一組用戶被標識用于給定MC內容。此組用戶可以被稱為MC組。MC內容只用于MC組成員。MC組中的每個活動用戶向AN登記。然后，AN追蹤每個登記的用戶的位置，而且將MC消息的傳輸瞄向這些位置。特別地，AN確定一個小區(qū)、扇區(qū)、和/或地理區(qū)域，其中每個MC組的每個用戶被定位，然后發(fā)送消息至與那些小區(qū)、扇區(qū)、和/或地理區(qū)域相關聯(lián)的PCF。
一些其他類型廣播服務中，BC消息不需要接收者或訂戶的位置和活動信息而被發(fā)送，MC服務與它們相反，使用活動用戶的知識操作，尤其是每個活動用戶的位置。而且，用戶向AN提供位置信息。在一實施例中，MC組中的活動用戶通過IP通信向AN登記，尤其是通過使用網絡組管理協(xié)議(IGMP)消息。MC服務可以標識每個用戶的位置，以及至那些位置的MC目標傳輸，MC服務使用PCF和PDSN之間的路由器。MC服務建立連接樹，此連接樹提供從CS到每個正在與MC組中活動用戶通信的PCF的路徑。此樹被稱為MC樹。
在通常的IP網絡或系統(tǒng)中，諸如耦合到因特網的計算機網絡，如果用戶希望接收MC類型的信息(稱為MC內容)，用戶使用互聯(lián)網組管理協(xié)議(IGMP)向最近的路由器登記。然后，此路由器通過向下一個鄰近路由器登記開始建立MC樹的過程。接著，CS以MC IP分組的形式發(fā)送MC內容。隨后，MC IP分組通過MC樹被路由至初始路由器。此路由器為每個期望MC內容的用戶復制數據。計算機網絡中的公用廣播媒體是將多個用戶連接至同一個信息流的以太網集線器。
因特網和IP網絡與無線通信系統(tǒng)的組合引入了幾個明顯的問題。一個問題是將信息從IP網絡通過無線網絡路由。幾個互連在無線系統(tǒng)中被預先定義。例如，如上面所討論的，BSC和PCF之間的接口由A8/A9連接定義。同樣，至PDSN連接的PCF由A10/A11連接定義。一實施例在PDSN和PCF之間形成內部MC樹，并且在PDSN和CS之間形成外部MC樹。然后，PCF形成至各個要求MC內容的BSC的具體通道。此實施例提供操作效率，在下文中將討論。另一個實施例在PDSN和CS之間形成外部MC樹，同時建立從PDSN至每個接收MC內容的獨立PCF的通道。此實施例提供安全的通信。
一般，MC路徑被認為是端到端的，其中MC內容起始于一個源，并且被發(fā)送至終端用戶。此終端用戶可以是MS?；蛘撸琈S可以是將MC內容路由至一網絡的移動路由器。終端用戶不轉發(fā)MC內容。值得注意的是，MC路徑可以包括多種不同類型的互連。例如，一實施例可包括上文中討論的在PCF具有終端點的內部MC樹，以及在PDSN具有終端點的外部MC樹。同樣，MC路徑可以包括點到點通道，其中每個通道在一個節(jié)點和一個不同的獨立節(jié)點之間形成。
按照圖5中示出的示例性實施例，通信系統(tǒng)300包括通過IP云324與PDSN320和322通信的CS326。值得注意的是，CS326也與其他未示出的PDSN通信。IP云324包括路由器配置，諸如多播路由器(如上文中所描述的)以及用于通過云324傳送數據的其他路由器。通過IP云324的傳輸是IP通信。IP云324內的路由器接入通信，諸如BC消息和MC消息，至與因特網工程任務組(IETF)協(xié)議一致的目標接收者。
繼續(xù)圖5，PDSN320和322通過另一個IP云314與PCF310和312通信，也與其他未示出的PCF通信。IP云314包括路由器的配置，諸如多播路由器和用于通過云314傳送數據傳輸的其他路由器。通過IP云314的傳輸是IP通信。IP云314內的路由器接入通信，諸如BC消息和MC消息，至與因特網工程任務組(IETF)協(xié)議一致的目標接收者。而且，PCF310通過另一個IP云308與BSC304通信。IP云314包括路由器的配置，諸如多播路由器和用于通過云314傳送數據傳輸的其他路由器。通過IP云314的傳輸是IP通信。PCF312也運行作為BSC并且與系統(tǒng)300(未示出)內任何用戶通信。值得注意的是，為了說明清楚，三個BSC被說明，具體為BSC302、304和306。系統(tǒng)300可以包括任何數目的附加BSC(未示出)。值得注意的是，可選實施例可以包括可選配置，其中諸如IP云308、314、324的多個IP云表示的任何或連接可以由點到點的連接代替。點到點的連接可以是在一點上諸如PCF上的裝置到另一點諸如BSC之間建立的安全連接。點到點的連接可以通過稱為建立通道的方法在IP云上獲得，IP云諸如 IP云308。建立通道的基本思想是取一IP分組、以GRE/IP封裝分組并且發(fā)送得到的分組至目的地點。如果外部的IP頭部的目標地址為單播IP地址，則此過程獲得點到點通道。如果此目標地址為一多播IP地址，則此過程獲得點到多點的通道。值得注意的是，所有這些都在同一個IP云中完成。例如，在IP云314中，有幾種不同的可應用方法。一種方法形成點對點的通道，第二種方法形成點對多點的通道。這與云324中使用的連接方法形成對比，其中不使用GRE建立通道，初始的多播IP分組被發(fā)送。
在示例性實施例中，CS326使用多播IP地址的知識配置HSBS信道，多播IP地址在IP云324中被使用。CS使用MC IP地址以發(fā)送HSBS內容信息，此信息稱為有效負荷。
為了形成通道，此消息可以被封裝在外部的IP分組內。當被封裝的消息通過通道發(fā)送時，內部IP地址，即初始IP分組的IP地址被忽略。封裝改變了初始IP分組的因特網路由。在此示例性實施例中，MC通道通過MC樹在PDSN和PCF之間路由BC或MC消息。
在此示例性實施例中，PDSN320和PCF310、312與MC組相關。換句話說，MC組成員被定位在小區(qū)、扇區(qū)、和/或由PCF310和312所服務的地理區(qū)域內。系統(tǒng)300建立從CS326到PDSN320的外部MC樹，建立從PDSN320到PCF310和312的內部樹。PDSN320通過相繼地向IP云324內的臨近多播路由器登記而建立外部MC樹。此外部MC樹從PDSN320到CS326通過IP網絡被建立。PDSN320通過外部MC樹接收MC組成員的MC消息。換句話說，MC消息可以通過外部MC樹構建的外部MC通道被發(fā)送。每個PCF310和312通過IP云314建立至PDSN320的內部MC樹。來自PDSN320的MC消息在GRE/IP通道內通過內部MC樹被發(fā)送。
可選實施例可以將上文中所討論的方法應用于可選BC服務，其中點對多點的傳輸被使用。使用葉子或終端點向連續(xù)路由器登記形成的MC樹，提供通信系統(tǒng)中避免冗余的方便且動態(tài)的方法。而且，使用MC樹增加了規(guī)?？勺冃裕瑫r降低了用于擴展網絡的基礎設施要求量。
選擇PDSN分組控制函數(PCF)和分組數據服務節(jié)點(PDSN)是cdma2000接入網絡中定義的實體，適用于支持多播/廣播服務。一般，PCF可以建立與多個PDSN的通信。接著，PDSN可以建立與多個PCF的通信。對于給定通信數據話務的傳送路徑被稱為“載體傳送”。前向多播/廣播服務的載體傳送在被預訂多播/廣播服務的移動站接收前通常流經PDSN、PCF以及基站。為了節(jié)省傳輸資源，移動站調諧至多播/廣播服務的共享無線電信道。網絡使用網際協(xié)議(IP)發(fā)送消息至PCF，其中在一實施例中多播/廣播服務由32比特的IP多播地址標識。
當由給定PCF服務的多于一個移動站希望接受IP多播地址X標識的多播/廣播服務時，PCF需要建立使用PDSN傳送多播/廣播服務的載體路徑。由于多個PDSN可以建立與PCF的連接，PCF需要選擇一個PDSN提供載體傳送。
按照一實施例，一種方法自動選擇用于多播/廣播消息的PDSN，其中此消息由IP多播地址X標識。此方法有效平衡了多個PDSN上的負載。換言之，如果給定PCF可以與N個PDSN通信，而且存在需要經由那個PCF的M個多播/廣播消息或服務，則通過使用本實施例的方法平均每個PDSN將控制M/N個多播/廣播服務。
圖6說明了具有通過無線傳輸即空中接口與BSC404通信的MS402的通信系統(tǒng)400。值得注意的是，可選實施例可以包括任何數目的其他控制器或在MS402和BSC404之間耦合的發(fā)射機。如圖6中所示，BSC404與PCF406通信，而PCF406順次與PDSN408、410和/或412中的任何一個通信。如上文中所討論的，進行判決選擇那些可用于通過PCF406的一給定通信的一個PDSN。按照系統(tǒng)400專用的準則進行此判決。
按照本示例性實施例，系統(tǒng)400為每個PDSN指定一標識符，如整數數字。如圖6中所說明，PDSN408、410、412分別被指定標識符1、2和3。系統(tǒng)400為給定通信選擇PDSN，通過應用下面的公式L＝(Y)modulo N(1)其中L對應于PDSN標識符，N是PCF406可到達的(即可與之通信的)PDSN總數。值得注意的是，在示例性實施例中，PCF按照等式(1)選擇PDSN，其中PCF用數目范圍從0到N-1內部關聯(lián)每個可到達PDSN。變量Y是與通信相關聯(lián)的多播地址X的函數。特別地，變量Y一般使用此地址被定義為Y＝f(X) (2)在示例性實施例中，多播地址X是標識多播/廣播服務的32比特的IP多播地址?？蛇x實施例可以應用其他尋址方案。此系統(tǒng)從由BSC404發(fā)送的設置消息獲得多播地址X。特別地，設置消息的接收觸發(fā)PCF406執(zhí)行用于多播/廣播服務的PDSN的選擇。
在示例性實施例中，IP多播地址X可以由二進制表示來表示，給出如下1110x27x26x25x24x23x22x21x20x19x18x17x16x15x14x13x12x11x10x9x8x7x6x5x4x3x2x1x0(3)其中對于i＝0，1，...，27 xi是0或1。
如等式(2)所給出，Y是X的函數，其中函數f()是數學函數，此函數將多播地址轉化為整數值。如一示例，一簡單函數將IP多播地址轉化為整數表示，按照下面的等式
Y＝231+230+229+(x27)(227)+(x26)(226)+...+(x0)(20) (4)通過簡化等式(4)(尤其通過移去前三個常數項)的函數產生可選的示例，給出為Y＝(x27)(227)+(x26)(226)+...+(x0)(20) (5)在示例性實施例中，L是對Y進行模N操作的結果。特別地，L是Y除以N的余數。L的值范圍從0到N-1。例如，如果Y＝131且N＝7，則L＝5。從而，PCF406選擇由5標識的PDSN。此方法允許避免人為干預的動態(tài)傳輸路徑選擇。
圖7說明了用于選擇PDSN的方法500。在步驟502中，PCF確定可到達PDSN的數目N。然后在步驟504，PCF為每個可到達PDSN指定一唯一標識符。當PCF接收給定通信的一建立消息時，在判決菱形506處PCF繼續(xù)到步驟508以接收給定通信的多播地址X。接著在步驟510，PCF計算作為多播地址X的函數的Y。在步驟512，PCF按照等式(1)確定值L，并且在步驟514確定相應的PDSN。然后，所選PDSN用于給定通信。從內容服務器到終端用戶的傳輸路徑以各種方法被建立，方法如上文中討論的IP方法。
圖7的方法500將PDSN確定為多播地址的一個函數，并且有效產生選擇可到達PDSN中任何一個的平均概率，因為選擇PDSN中任何一個的概率是1/N，所以對多播地址的整數值模N操作均勻分布在0和N-1之間。從而，多播話務在N個PDSN中被均勻地平衡。
本發(fā)明可以應用于如廣播的一點對多點傳輸服務、以及如多播的一對多這種類型的服務?？蛇x實施例可以在可另外選用的基礎設施單元上實現PDSN選擇方法。圖7中說明的此方法可以被擴展用于選擇傳輸路徑的任何部分，其中多個連接可能但只有一個將用于此傳輸。使用與給定通信相關的一多播地址、或其他類型的地址，該選擇過程平衡了此潛在連接，并且對選擇任何一個提供均等概率。而且，等式(1)中給定的L的計算提供了直捷了當的計算，其它的可選函數也可以被應用以確定L的值。
本領域的技術人員理解信息與信號可以用各種不同的工藝與技術來表示。例如，上面的描述中所指的數據、指令、命令、信息、信號、比特、符號以及碼片可以通過電壓、電流、電磁波、磁場或磁微粒、光場或光微粒或者任何它們的組合來表示。
本領域的技術人員還可以理解，結合這里揭示的實施例所描述的各種說明性的邏輯塊、模塊和算法步驟可以用電子硬件、計算機軟件或兩者的組合來實現。為了清楚地說明硬件和軟件的交互性，各種說明性的組件、字塊、模塊、電路和步驟一般按照其功能性進行闡述。這些功能性究竟作為硬件或軟件來實現取決于整個系統(tǒng)所采用的特定的應用和設計約束。技術人員可以用不同的方式為具體應用實現所描述的功能，但是這些實現判決不應該被認為是脫離本發(fā)明的范圍。
結合這里所揭示的實施例來描述的各種說明性的邏輯塊、模塊和電路的實現或執(zhí)行可以用通用處理器、數字信號處理器(DSP)、應用專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯器件、離散門或晶體管邏輯、離散硬件組件、或用于執(zhí)行這里所述功能而被設計的器件的任意組合。通用處理器最好是微處理器，然而或者，處理器可以是任何常規(guī)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器也可以用計算裝置的組合例如DSP和微處理器的組合、多個微處理器、與DSP內核結合的一個或多個微處理器或者其它這樣的配置來實現。
結合這里所揭示的實施例來描述的方法或算法步驟的實現或執(zhí)行可以直接以于硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊中或者兩者的組合來實現。軟件模塊可以駐留于RAM存儲器、快閃存儲器、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、移動盤、CD-ROM、或本領域中已知的其它任意形式的存儲媒體中。示例性儲存媒質耦合到能從儲存媒質中讀取信息并能向其中寫入信息的處理器上?；蛘撸瑑Υ婷劫|并入處理器中。處理器和儲存媒質可以駐留在ASIC中。ASIC可以駐留于用戶終端?；蛘?，處理器和儲存媒質可以駐留用戶終端作為獨立的組件。
上述優(yōu)選實施例的描述使本領域的技術人員能制造或使用本發(fā)明。這些實施例的各種修改對于本領域的技術人員來說是顯而易見的，這里定義的一般原理可以被應用于其它實施例中而不使用創(chuàng)造能力。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實施例，而要符合與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬泛的范圍。
權利要求
1.在支持廣播傳輸的無線通信系統(tǒng)中，此系統(tǒng)具有一協(xié)議控制功能節(jié)點和多個分組數據服務節(jié)點，一種用于建立傳輸路徑的方法包括確定可與協(xié)議控制功能節(jié)點通信的多個分組數據服務節(jié)點的第一數目；以及將用于第一通信的第一分組數據服務節(jié)點確定為該第一數目的函數。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于確定所述第一分組數據服務節(jié)點包括為可與協(xié)議控制功能節(jié)點通信的每個分組數據服務節(jié)點指定一個唯一的標識符。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，確定第一個分組數據服務節(jié)點還包括接收用于第一通信的多播地址；以及將第一分組數據節(jié)點確定為多播地址的函數。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，將第一分組數據節(jié)點確定為多播地址的函數包括對多播地址和第一數目執(zhí)行取模操作，其中取模操作的結果對應于被指定給可到達分組數據服務節(jié)點的多個唯一標識符之一。
5.如權利要求3所述的方法，其特征在于，多播地址是因特網協(xié)議地址。
6.在支持廣播傳輸的無線通信系統(tǒng)中，此系統(tǒng)具有一協(xié)議控制功能節(jié)點和多個分組數據服務節(jié)點，一種用于建立傳輸路徑的方法包括確定第一通信的一多播地址；以及將用于所述第一通信的第一分組數據服務節(jié)點確定為所述多播地址的函數。
7.如權利要求6所述的方法，還包括確定可與協(xié)議控制功能節(jié)點通信的多個分組數據服務節(jié)點的一第一數目。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，將用于所述第一通信的一第一分組數據服務節(jié)點確定為多播地址的函數包括對所述多播地址和第一數目執(zhí)行取模操作，其中取模操作的結果對應于被指定給可到達分組數據服務節(jié)點的多個唯一標識符之一。
9.在支持廣播傳輸的無線傳輸系統(tǒng)中用于建立傳輸路徑的一基礎設置單元，此基礎設施單元包括用于確定可與協(xié)議控制功能節(jié)點通信的多個分組數據服務節(jié)點的第一數目的裝置；以及用于將用于第一個通信的第一分組數據服務節(jié)點確定為第一數目的函數的裝置。
10.在支持廣播傳輸的無線傳輸系統(tǒng)中用于建立傳輸路徑的一基礎設置單元，此基礎設施單元包括用于確定第一通信的多播地址的裝置；以及用于將用于第一通信的一第一分組數據服務節(jié)點確定為多播地址的函數的裝置。
11.在支持廣播傳輸的無線通信系統(tǒng)中，此系統(tǒng)具有一協(xié)議控制功能節(jié)點和多個分組數據服務節(jié)點，一種用于建立傳輸路徑的方法包括用于確定可與協(xié)議控制功能節(jié)點通信的多個分組數據服務節(jié)點的第一數目的裝置；以及用于將用于第一個通信的第一分組數據服務節(jié)點確定為所述第一數目的函數的裝置。
12.在支持廣播傳輸的無線通信系統(tǒng)中，此系統(tǒng)具有一協(xié)議控制功能節(jié)點和多個分組數據服務節(jié)點，一種用于建立傳輸路徑的方法包括用于確定第一個通信的多播地址的裝置；以及用于將用于第一個通信的第一分組數據服務節(jié)點確定為多播地址的函數的裝置。
全文摘要
在支持廣播傳輸的無線傳輸系統(tǒng)中為通信選擇一分組數據服務節(jié)點(PDSN)的方法和裝置。此分組控制功能節(jié)點確定可通信的PDSN的數目，并且為每個PDSN指定唯一的一個標識符。然后PCF根據給定通信的多播地址選擇一個可通信的PDSN。一實施例對多播地址和可通信PDSN的數目的函數執(zhí)行取模操作，其中取模操作的結果對應于一唯一標識符。
文檔編號H04L12/18GK1625864SQ02826733
公開日2005年6月8日 申請日期2002年10月29日 優(yōu)先權日2001年11月5日
發(fā)明者R·T·蘇 申請人:高通股份有限公司