專利名稱：多播設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可經(jīng)過封裝以便傳送給用戶的多播和廣播數(shù)據(jù)。
背景雙向網(wǎng)絡(luò)中的多播是眾所周知的。數(shù)據(jù)的單個副本通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給請求它的那些客戶機。不像單播中那樣通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)的多個副本，也不像廣播中那樣把數(shù)據(jù)發(fā)送到不想要它的客戶機，從而避免這些缺點。多播允許在網(wǎng)絡(luò)上部署多媒體應(yīng)用，同時使它們對帶寬的需求最小。
預先通知多播會話，使得客戶機知道多播可用的時間。通知可包括具有眾所周知的互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)會話描述協(xié)議(SDP)中定義的屬性并且以會話通知協(xié)議(SAP)承載的消息。這為客戶機提供它們接收多播會話需要的所有信息，其中包括它的名稱和描述、它活動的時間、媒體的類型(音頻、視頻、文本等)以及它使用的IP地址、端口和協(xié)議。通知信息被多播到在其中運行會話目錄工具的客戶機可接收信息的充分公布的IP地址和端口。
為了發(fā)信號通知它們希望接收多播，客戶機加入多播要送往的組。在Ipv4中，眾所周知的因特網(wǎng)組管理協(xié)議(IGMPv2和IGMPv3)通常用于加入和離開多播組，而與Ipv6結(jié)合，通常使用新引入的多播收聽者發(fā)現(xiàn)協(xié)議(MLD和MLDv2)。多播組提供若干優(yōu)點。具體來說，組是動態(tài)的，使得客戶機可在任何時間加入或離開，以及不需要精心設(shè)計的方案來創(chuàng)建或解散組。
當客戶機加入多播組用于收聽時，它發(fā)起兩個過程首先，加入消息被發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)中的客戶機的本地路由器，以便通知路由器，客戶機希望接收發(fā)送到組的數(shù)據(jù)。其次，客戶機設(shè)置其IP過程，以便接收組的地址和端口上的多播。多播地址可能是對于Ipv4范圍為224.0.0.0至239.255.255.255的D類IP地址以及對于Ipv6范圍為FF...。當客戶機希望停止收聽多播組時，它清除其接收來自多播組地址和端口的數(shù)據(jù)的IP過程，并向其本地路由器發(fā)送離開消息。
網(wǎng)絡(luò)的路由器運行協(xié)議，以便創(chuàng)建通過網(wǎng)絡(luò)的有效多播傳遞路徑。存在常用的若干多播路由選擇協(xié)議距離向量多播路由選擇協(xié)議(DVMRP)、多播開放最短路徑第一協(xié)議(MOSPF)以及協(xié)議無關(guān)多播(PIM)。有效傳遞路徑意味著多播數(shù)據(jù)僅傳播到希望接收它的那些客戶機，并采取到那些客戶機的最短路徑。如果數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳播到其它位置，則帶寬被不必要地浪費。網(wǎng)絡(luò)中的傳遞路徑可被看作樹結(jié)構(gòu)，以及多播的源通過樹的分支發(fā)送數(shù)據(jù)。路由器負責沿正確分支向其它路由器發(fā)送數(shù)據(jù)，然后向等待數(shù)據(jù)的組的客戶機發(fā)送數(shù)據(jù)。路由器例如響應(yīng)從客戶機接收的離開消息而剪除不需要數(shù)據(jù)的分支，并且還在新客戶機加入多播組時將分支重新嫁接到樹上。
這種方法需要連接到希望加入多播組的客戶機的路由器之間的雙向通信，使得客戶機能夠向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送加入消息，但是在一些網(wǎng)絡(luò)、例如某些無線網(wǎng)絡(luò)中，客戶機通過單向鏈路連接到網(wǎng)絡(luò)，它使傳統(tǒng)IP多播不可行，除非采取特殊步驟。在我們的WO 03/024024中描述了一種解決方案，其中為指示網(wǎng)絡(luò)進行多播操作的控制消息采用分開的多播樹。但是，其中所述的方法要求網(wǎng)絡(luò)功能性的重大重組、即具有附加功能性的路由器的物理部署，并且要求用于控制消息的樹被實時建立以便實現(xiàn)高效多播。
已經(jīng)建議通過采用陸地DVB(DVB-T)通信技術(shù)的無線鏈路向移動客戶機數(shù)據(jù)廣播IP數(shù)據(jù)，從而向移動接收機提供音頻、視頻和其它數(shù)據(jù)格式。DVB-T傳輸方案實際上主要為蜂窩式，其中傳輸站點與各小區(qū)關(guān)聯(lián)。DVB-T采用MPEG-2傳輸流，因此IP數(shù)據(jù)需要被封裝到DVB傳輸信號中。包括從若干源提供的IP數(shù)據(jù)報的數(shù)據(jù)流由IP封裝器封裝并饋入DVB-T網(wǎng)絡(luò)。已封裝IP流則在MPEG-2傳送流上被傳送到組成DVB-T網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)的一個或多個傳輸站點，用于在空中直接傳送到客戶機，或者傳送到正服務(wù)于多個客戶機的接收機站。MPEG-2傳送流從被IP封裝器產(chǎn)生的時刻到被客戶機或接收機站接收的時刻實際上是單向的。
包含數(shù)據(jù)的IP包被嵌入在TS包內(nèi)傳送的多協(xié)議封裝(MPE)部分。要獲得更多詳細資料，參考ETSI EN 301 192 V1.3.1(2003-01)“數(shù)據(jù)廣播的數(shù)字視頻廣播(DVB)DVB規(guī)范”第7節(jié)。MPE部分還可包括前向糾錯(FEC)信息和時間分片信息，根據(jù)它們，數(shù)據(jù)間斷地被傳送，并且允許接收機通過在沒有向它傳送數(shù)據(jù)時切斷電池電力來節(jié)省電池電力。
這個配置存在的一個問題在于，MPEG-2傳送流是單向的，以及DVB-T系統(tǒng)不提供允許移動客戶機向IP封裝器發(fā)回加入和離開消息以便用于多播數(shù)據(jù)的機制。
另一個問題在于，在各個數(shù)據(jù)源由封裝器產(chǎn)生的已封裝MPE部分需要被傳送到各種蜂窩傳輸站點進行傳送，它涉及昂貴DVB復用器和其它DVB設(shè)備的使用，增加了網(wǎng)絡(luò)的成本。
本發(fā)明設(shè)法解決這些問題和缺點。
發(fā)明概述廣義來說，本發(fā)明提供包括雙向網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點的多播設(shè)備，節(jié)點可用于向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送多播會話的加入和離開消息，以及可用于單向廣播在多播會話中從雙向網(wǎng)絡(luò)接收的會話數(shù)據(jù)。節(jié)點可包括封裝器，用于封裝多播會話數(shù)據(jù)供單向傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的多播設(shè)備可包括封裝器，用于封裝通過網(wǎng)絡(luò)在流中從遠程源接收的多播數(shù)據(jù)，以便單向發(fā)送給用戶設(shè)備；以及封裝器控制器，可用于控制封裝器，以便向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送加入消息，用于通過網(wǎng)絡(luò)從源向封裝器多播流。
因此，封裝器控制器指示封裝器在某個時間間隔變?yōu)榧尤攵嗖ソM，以及通過單向路徑、如DVB-T系統(tǒng)向用戶設(shè)備發(fā)送從源得到的已封裝數(shù)據(jù)。
因此，本發(fā)明可提供配置為移動用戶設(shè)備的代理多播客戶機的封裝器，移動用戶設(shè)備可用于接收來自從遠程服務(wù)器向其多播的封裝器的封裝數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還包括多播的方法，其中包括操作雙向網(wǎng)絡(luò)中耦合的節(jié)點，以便向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送多播會話的加入和離開消息，以及單向廣播在多播會話中從雙向網(wǎng)絡(luò)接收的會話數(shù)據(jù)。
本發(fā)明還包括多播設(shè)備，其中包括封裝器，用于封裝通過網(wǎng)絡(luò)從遠程源接收的多播數(shù)據(jù)，以便發(fā)送給用戶設(shè)備；以及封裝器控制器，可用于向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送加入消息，其中包括與源的地址對應(yīng)的地址，使得數(shù)據(jù)可通過網(wǎng)絡(luò)從源向封裝器多播。
附圖概述為了可以更全面地理解本發(fā)明，現(xiàn)在將通過實例、參照附圖來描述本發(fā)明的實施例，附圖包括

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的移動通信系統(tǒng)的示意框圖，其中包括DVB-T蜂窩網(wǎng)絡(luò)和移動電信網(wǎng)絡(luò)，圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、配置成接收DVB-T傳輸?shù)囊苿与娫捠謾C的電路的框圖，圖3說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的手機的電池組，圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、圖1所示的DVB-T網(wǎng)絡(luò)的示意框圖，圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的IP數(shù)據(jù)報的示意說明，圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的圖4所示的IPE之一的框圖，圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的IP加入消息的示意說明，以及圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例、由IPE控制器執(zhí)行的過程的流程圖。
詳細說明圖1示意說明一種通信系統(tǒng)，在其中，采取移動電話手機形式的移動用戶設(shè)備UE1、UE2配置成接收來自DVB-T網(wǎng)絡(luò)2的傳輸并且還通過公用陸地移動網(wǎng)(PLMN)3進行通信。
DVB-T網(wǎng)絡(luò)2向手機UE1、UE2發(fā)送內(nèi)容，諸如視聽內(nèi)容、數(shù)據(jù)文件或圖像。內(nèi)容以因特網(wǎng)協(xié)議(IP)從數(shù)據(jù)流服務(wù)器41、42獲取，使得網(wǎng)絡(luò)可采用DVB-T網(wǎng)絡(luò)來提供IP數(shù)據(jù)廣播(IPDC)服務(wù)。作為實例示出兩個這樣的服務(wù)器4，但在實際上可能存在更多。
DVB-T網(wǎng)絡(luò)2是蜂窩式的，以及天線51、52和53服務(wù)于在地理上間隔開的站點S1、S2、S3處的網(wǎng)絡(luò)的各個小區(qū)。
PLMN 3可包括任何適當?shù)?G、2.5G或3G網(wǎng)絡(luò)，其中具有服務(wù)于PLMN的各個小區(qū)的天線61和62。通信信道7可設(shè)置在DVB-T網(wǎng)絡(luò)與PLMN 3之間，以便允許網(wǎng)絡(luò)之間的雙向通信，例如用于服務(wù)信息的交換。
圖2作為實例說明移動手機UE1的電路。手機UE2具有相似的配置。手機包括第一和第二天線81和82、接收機91以及收發(fā)信機92。第一天線81和接收機91配置成接收來自DVB-T網(wǎng)絡(luò)2的信號。
第二天線82和收發(fā)信機92用于向PLMN 3發(fā)送和從其接收信號。接收機和收發(fā)信機91、92各包括用于對所接收信號進行放大和解調(diào)的相應(yīng)rf信號處理電路(未示出)以及用于信道解碼和解復用的相應(yīng)處理器(未示出)。
手機UE1還包括控制器10、用戶接口11、存儲器12、智能卡讀卡器13、智能卡讀卡器13中接收的智能卡14、編碼器/解碼器(編解碼器)15、喇叭16與相應(yīng)的放大器17以及話筒18與相應(yīng)的前置放大器19。
用戶接口11包括顯示器20和小鍵盤21。顯示器20配置成例如通過比傳統(tǒng)移動電話手機的顯示器更大和/或具有更大分辨率并且能夠顯示彩色圖像來顯示圖像和視頻。裝置還包括可充電電池22。
控制器10在存儲器12中存儲的計算機軟件的指導下管理手機的操作。例如，控制器10為顯示器20提供輸出以及從小鍵盤21接收輸入。
參照圖3，電池22、第一天線81和接收機91可結(jié)合到電池組23中。通過采用包括接收機91的電池組23來替換電池組(傳統(tǒng)移動電話手機中未示出)，并且還通過提供適當?shù)能浖瑐鹘y(tǒng)的移動電話手機可修改為經(jīng)由DVB-T網(wǎng)絡(luò)2來接收數(shù)據(jù)。或者，第一天線81和接收機91可結(jié)合到傳統(tǒng)移動電話手機的機蓋(未示出)中，使得通過替換手機的機蓋以及必要的軟件，傳統(tǒng)手機可升級為接收來自DVB-T網(wǎng)絡(luò)2的傳輸。
手機UE1可通過接收機91從DVB-T網(wǎng)絡(luò)2接收DVB-T傳輸。所接收信號經(jīng)過放大、解調(diào)、信道解碼和解復用。所得解復用信號(未示出)經(jīng)過濾波，以便提取數(shù)據(jù)報的突發(fā)。數(shù)據(jù)報突發(fā)被饋入由控制器10和存儲器12提供的時間片緩沖器，以便產(chǎn)生未經(jīng)過時間分片的數(shù)據(jù)報流。數(shù)據(jù)報流是實質(zhì)上連續(xù)的和/或采取實質(zhì)上恒定的速率。然后，所得數(shù)據(jù)流對于視頻信號來說在顯示器20上顯示，以及音頻信號通過編解碼器15和放大器17傳遞給喇叭16。
收發(fā)信機92與PLMN 3配合使用，以及在控制器10的控制下采用傳統(tǒng)移動電信協(xié)議來實現(xiàn)雙向語音和數(shù)據(jù)通信，其中顯示在顯示器20上提供以及音頻通過喇叭16和話筒18來處理。
雖然裝置UE1按照移動電話手機來描述，但是，它也可包括個人數(shù)字助理PDA或者能夠至少從DVB-T網(wǎng)絡(luò)2接收信號的其它移動終端。裝置UE1也可能是半固定或者半便攜的，例如車輛中的終端。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，在圖4中更詳細地說明DVB-T網(wǎng)絡(luò)2。流服務(wù)器41、42以TCP/IP格式提供數(shù)據(jù)流作為IP數(shù)據(jù)報，以及一般格式在圖5中示意說明。來自服務(wù)器41、42的數(shù)據(jù)流可能為不同版本的，并且網(wǎng)絡(luò)可處理它們?nèi)w。例如，來自服務(wù)器之一的IP數(shù)據(jù)報可能為IPv4的，而來自另一個服務(wù)器的數(shù)據(jù)則可能為IPv6的。數(shù)據(jù)報包括首標24和包含數(shù)據(jù)的凈荷25。首標24其中還包括對應(yīng)于發(fā)送方、在本例中為數(shù)據(jù)流源4之一的IP地址以及目標地址27。如前面所述，目標地址在數(shù)據(jù)報將被發(fā)送給單個位置、即單播時可包括單個地址，或者地址可包括多播組地址，例如用于IPv4的范圍為224.0.0.0至239.255.255.255的D類IP地址或者用于IPv6的相似的適當?shù)刂稦F....。
來自流服務(wù)器41、42的IP數(shù)據(jù)報根據(jù)預先安排的時間表在會話中產(chǎn)生，稍后將進行論述。
來自服務(wù)器41、42的數(shù)據(jù)報可通過包括互連路由器Rn的IP網(wǎng)絡(luò)N進行多播，使得IP數(shù)據(jù)報可發(fā)送給與天線51、52、53關(guān)聯(lián)的各個傳輸站點S1、S2、S3。可以理解，與DVB天線中的每個關(guān)聯(lián)的小區(qū)通常具有大約30km的半徑，因而路由器R的網(wǎng)絡(luò)N可在寬廣的區(qū)域上配置?？刹捎萌魏芜m當?shù)木W(wǎng)絡(luò)，例如寬帶公司網(wǎng)絡(luò)或者因特網(wǎng)。
在傳輸站點S1、S2、S3的每個上提供相似的硬件。作為實例考慮站點S1，從網(wǎng)絡(luò)N接收的IP包被饋送給IP封裝器281，它執(zhí)行多協(xié)議封裝過程，使得IP包可包含在用于DVB-T傳輸?shù)腗PEG-2傳送流(TS)中。這樣，從網(wǎng)絡(luò)接收的IP包可包含到DVB傳輸中，以便向例如所涉及的DVB-T小區(qū)中的用戶設(shè)備UE廣播。所得傳送流(TS)被饋送到調(diào)制器291，它可包括提供多個邏輯信道供小區(qū)中的用戶設(shè)備接收的正交調(diào)幅器。調(diào)制器291的輸出被饋送到與天線51連接的發(fā)射機301。因此，來自服務(wù)器41、42的IP數(shù)據(jù)可分別路由到傳輸站點，并且通過DVB-T作為IP數(shù)據(jù)傳送給用戶設(shè)備。可以理解，來自天線51中每一個的DVB-T傳輸對用戶設(shè)備UE是單向的。
現(xiàn)在將作為實例來描述IPE 283的操作，要理解，其它IPE也具有相似構(gòu)造和操作。IPE包括主處理器31，它從緩沖器32接收來自網(wǎng)絡(luò)中最近的路由器R1的IP數(shù)據(jù)報。主處理器31運行與來自緩沖器32的IP數(shù)據(jù)的多協(xié)議封裝關(guān)聯(lián)的多個進程。
由處理器31運行的IP封裝進程33將IP包嵌入被結(jié)合到MPEG-2TS包中的多協(xié)議封裝(MPE)部分。要獲得更多詳細資料，參考ETSIEN 301 192 V1.3.1(2003-01)“數(shù)據(jù)廣播的數(shù)字視頻廣播(DVB)DVB規(guī)范”第7節(jié)。簡要地說，可能來自若干IP會話、屬于相同流的IP包配置用于包含在TS流中，作為基本流(ES)。這通過將IP數(shù)據(jù)報放入MPE部分以及將這些部分放入TS的包來實現(xiàn)。作為封裝過程的一部分，IP源和目標地址可經(jīng)過轉(zhuǎn)換，或者從Ipv4到Ipv6，或者從Ipv6到Ipv。轉(zhuǎn)換的優(yōu)點在于，在空中，始終存在正在使用的Ipv6地址。從Ipv6到Ipv的轉(zhuǎn)換提供解決終端中可能由通過PLMN連接到不同IP網(wǎng)絡(luò)并且同時從那里接收多播的終端引起的地址沖突的方法。
主處理器31還執(zhí)行時間分片。如前面所述，使用時間分片以便減少接收機被接通以接收數(shù)據(jù)所需要的時間，從而節(jié)省電池電力。主處理器31執(zhí)行時間分片過程34，其中，MPE部分被安排在TS中的時間間隔突發(fā)中，連同表明切斷接收機是安全的時間和再次接通它的時間的時間分片信息一起，從而使接收機電路中的功耗最小。在IP封裝器中實現(xiàn)時間分片的優(yōu)點在于，DVB-T網(wǎng)絡(luò)因而不需要被改變，即，可采用標準的市面出售的設(shè)備。
另外，前向糾錯過程35也可被執(zhí)行，以便創(chuàng)建包含要結(jié)合到TS中的前向糾錯碼(FEC)的數(shù)據(jù)包。在IP封裝器中實現(xiàn)FEC的實用性在于以下事實通過空中的傳輸特別易于出錯(與有線網(wǎng)絡(luò)中的傳輸相比)。對此存在兩種主要原因無線電傳輸中的信噪比不像在基于線路的傳輸媒體中那樣好，并且可能具有相當大的波動，以及由于單向性，因此不可能采用可請求丟失包的重傳的協(xié)議(例如TCP)。由于FEC消耗大量帶寬以便生效(典型值可能為33％的更多帶寬)，因此，最理想的是只對DVB-T網(wǎng)絡(luò)中的傳輸才添加FEC，即在IP封裝器中。
主處理器31還執(zhí)行安全功能過程36，以便允許IP加密和驗證代碼得到處理，例如根據(jù)因特網(wǎng)工程特別任務(wù)組(IETF)RFC 2401的Ipsec。這類代碼可用來檢查在緩沖器32中從網(wǎng)絡(luò)N所接收的Ip數(shù)據(jù)報的完整性，并且還可被包括用于TS中的已封裝數(shù)據(jù)，使得只有被授權(quán)UE才可成功地接收數(shù)據(jù)，并且可確信它的源。保護IP封裝器中的IP數(shù)據(jù)的優(yōu)點在于以下事實這允許來自多個源的IP會話受到保護，用于通過空中以統(tǒng)一方式傳輸。廣播環(huán)境中的密鑰管理的問題、即在一般情況中實際上未解決的極難的問題因而被減小到向被授權(quán)客戶機組發(fā)送用于加密的密鑰。PLMN 3可用于這種情況，可能與電子商務(wù)解決方案結(jié)合，它因為由客戶機發(fā)起的成功購買交易而發(fā)送密鑰。
也可使用帶寬控制過程37，以便通過控制在特定會話中分配給來自IP源41、42之一的特定數(shù)據(jù)流的帶寬，來控制服務(wù)質(zhì)量。在沒有根據(jù)需求發(fā)送數(shù)據(jù)的廣播環(huán)境中，IP會話經(jīng)過安排，使得可預先通知客戶機流將被傳送。對于每個流，一定數(shù)量的帶寬在其生存期中被分配。通過把每個流限制到已分配帶寬，帶寬控制過程確保每個流得到它的分配帶寬，從而保護它們不受發(fā)送比假定的更多的數(shù)據(jù)的其它流的影響。此外，流采用分層編碼，即構(gòu)成整個流的多個IP流，其中不同的優(yōu)先級附加到各IP流。如果IP封裝器必須限制特定流的帶寬，則通過丟棄它的IP包的一部分，可從最低優(yōu)先級流中丟棄包(然后從次最低優(yōu)先級流中，等等)。這種分層編碼方案可對基于文件的傳輸以及基于流的傳輸(例如音頻、視頻)來實現(xiàn)。在音頻和視頻流的情況下，它可能基于可縮放編碼。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過網(wǎng)絡(luò)從服務(wù)器41、42發(fā)送的數(shù)據(jù)響應(yīng)在傳輸站點從各個IPE 28發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的加入消息而向各個傳輸站點S1、S2、S3進行多播。加入消息的傳輸?shù)亩〞r根據(jù)來自圖4以及圖6中作為實例說明的IPE控制器38的時間安排信息來控制。控制器38在數(shù)據(jù)存儲器39中建立要由數(shù)據(jù)流服務(wù)器41、42傳送的會話的時間表的細節(jié)。IPE控制器38和關(guān)聯(lián)存儲器39可控制所有IPE281、282、283的操作，或者每個可具有其自己的IPE控制器。
參照圖6，IPE控制器38指示IPE 283的主處理器31運行加入或離開過程40，使得加入或離開消息在路徑41上發(fā)送給路由器R1。加入和離開消息經(jīng)過配置，使得所選IP會話有選擇地從流服務(wù)器41、42導向傳輸站點S1-S3。
現(xiàn)在將更詳細說明這種情況。IPE控制器38在存儲器39中建立IP會話的時間表，其中包括IP源地址、即與服務(wù)器41和42之一關(guān)聯(lián)的地址、與會話關(guān)聯(lián)的多播地址、起始時間和完成時間。存儲器39中的數(shù)據(jù)集之一的一個實例如表1所示。
表1
通過任何適當?shù)姆绞?，例如通過用作網(wǎng)絡(luò)中的客戶機，以便經(jīng)由圖4所示的路由器R2來接收與來自服務(wù)器41、42的會話有關(guān)的、可采取簡單對象應(yīng)用協(xié)議(SOAP)消息的形式或者其它任何形式來發(fā)送的會話安排信息，IPE控制器38可建立表1所示的會話信息。或者，如果對于每個傳輸站點51、52、53提供各自的IPE控制器，則會話安排信息可由控制器通過訪問對所涉及站點S的下一個接近的路由器R來獲得。
再次參照圖4所示的IPE控制器38，在控制器38確定表1的會話1將向站點S3上的IPE 283進行多播的情況下，控制器38指示主處理器31在多播會話開始之前及時地運行加入消息過程40。發(fā)送給路由器R1的所得IP加入消息在圖7中示意說明，并且包括首標42、與提供會話的數(shù)據(jù)流的服務(wù)器4-本例中為服務(wù)器42的源地址對應(yīng)的數(shù)據(jù)43以及與會話1的多播目標地址對應(yīng)的數(shù)據(jù)44。如表1所示，會話1從t start＝09:00hrs到t end＝10:00hrs運行。
圖8說明控制器38如何命令I(lǐng)PE產(chǎn)生加入消息。在步驟S8.1，用于適當會話(會話1)的數(shù)據(jù)從存儲器39、即從表1的數(shù)據(jù)中選取。在步驟S8.2，取會話的起始時間t start、即10:00hrs。在步驟S8.3，IPE控制器38計算時間(t start-Δt)，其中Δt為適當?shù)臅r間、例如幾分鐘，以便允許多播樹在網(wǎng)絡(luò)N中被建立，例如5-30分鐘。在這個實例中，Δt＝30分鐘。在步驟S8.4，實際時間被連續(xù)檢查，直到達到(t start-Δt)，即，在這個實例中為08:30hrs。然后，在步驟S8.5，控制器38命令I(lǐng)PE 28創(chuàng)建圖7所示的加入消息。
響應(yīng)加入命令，IPE 28在會話開始之前的幾秒鐘產(chǎn)生加入消息，并將加入消息轉(zhuǎn)發(fā)到網(wǎng)絡(luò)N。在接收加入消息時，路由器R1則與網(wǎng)絡(luò)中的其它路由器R協(xié)商，以便建立從對應(yīng)于服務(wù)器42的源地址到所涉及的IPE的會話1所用的多播樹。在這個實例中，IPE 282和283已經(jīng)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送加入消息，如圖4所示。因此，具有延伸到IPE 282和283的分支的來自服務(wù)器42的多播樹在會話1開始之前及時建立。
這個或者每個控制器38在會話結(jié)束時、即10:00hrs時指示IPE282以及IPE 283向其相應(yīng)的下一個接近的路由器R1、R3發(fā)送離開消息，以便停止會話數(shù)據(jù)的接收。網(wǎng)絡(luò)路由器R可采用任何便捷的多播路由選擇協(xié)議來建立多播樹，例如SSM、DVMRP、MOSPF和PIM。
圖4所示的IPE控制器38的一個實施例可建立會話的類型的簡檔，它應(yīng)當被傳送給各個站點S1-S3，以便傳送給手機UE。例如，與各個用戶偏好有關(guān)的數(shù)據(jù)可作為通過PLMN從各個手機UE傳送并且通過鏈路7傳遞到IPE控制器的數(shù)據(jù)的結(jié)果來建立。這些偏好對于DVB-T網(wǎng)絡(luò)可能是小區(qū)特定的。
所述系統(tǒng)的一個優(yōu)點在于，由于多播會話源地址包括在來自封裝器28的加入消息中，因此可創(chuàng)建源特定多播(SSM)樹，它比WO03/024024中所述的過程更加有效，因為它使路由器R能夠建立多播樹，而無需在整個網(wǎng)絡(luò)上、而只是向多播源(前面所述實例中的源42)發(fā)送發(fā)現(xiàn)消息。在因特網(wǎng)工程特別任務(wù)組(IETF)RFC 3569中更詳細地描述SSM技術(shù)。
由封裝器28向網(wǎng)絡(luò)N發(fā)送的加入和離開消息需要采取適合要從服務(wù)器4接收的會話數(shù)據(jù)的格式，如上所述，它可能是IPv4或者IPv6。處理器31檢查表1中的版本數(shù)據(jù)45，并適當?shù)禺a(chǎn)生加入消息。對于Ipv4會話數(shù)據(jù)，加入和離開作為IGMPv2或IGMPv3(SSM)消息被發(fā)送，而對于IPv6，加入和離開作為MLD或MLDv2(SSM)消息被發(fā)送。
當封裝器28將會話數(shù)據(jù)封裝到DVB-T傳輸流時，IP包始終通過空中以IPv6傳送，而與服務(wù)器4以Ipv4還是以IPv6提供包無關(guān)。封裝器28的處理器31在被要求時通過參照存儲IPv4會話的相應(yīng)IPv6源和目標地址的表1來執(zhí)行從IPv4到IPv6的轉(zhuǎn)換。因此，對于表1所示的會話1的實例，IPv4地址xxxx和yyyy被通過空中傳送到手機UE的數(shù)據(jù)中的mmmm和nnnn替換。
在TS中通過空中對IPv6會話數(shù)據(jù)傳送的地址還可從用于SSM的地址范圍轉(zhuǎn)換為如表1所示的用于會話2的不同值。這將避免與通過PLMN 3傳送給手機UE、原本可能采用相同地址的IP數(shù)據(jù)的沖突的任何風險。
雖然始終存在會話的一個源地址，但是可能存在多個目標地址。這在要由UE接收的會話是超過一個IP流、例如用于多媒體流式傳播時可使用，其中，存在一個流用于地址、若干用于音頻、若干用于字幕以及一個用于同步。
表1還包括與要施加到特定會話的安全策略有關(guān)的數(shù)據(jù)，具體來說，加密和/或驗證是否要通過過程36來執(zhí)行，如果是的話，要使用哪些算法和密鑰。
表1中的存儲數(shù)據(jù)還指明FEC過程35是否要使用，以及帶寬(比特率)是否要通過過程37分配給會話。
圖6所示的封裝器28的另一個優(yōu)點在于，安全功能過程36可采用關(guān)聯(lián)密鑰(IPsec)對于加入消息運行加密算法和驗證算法，從而提供改進的安全性。
另一個優(yōu)點在于，IPE控制器38可指示帶寬控制過程37根據(jù)特定會話的數(shù)據(jù)類型向已封裝數(shù)據(jù)分配預定帶寬。例如，一些會話的某些視頻流可被分配比其它的更多帶寬，以便確保良好的服務(wù)質(zhì)量。此外，通過將每個會話耗用的帶寬限制到表1規(guī)定的帶寬，會話以及并發(fā)會話的服務(wù)質(zhì)量得到保證，因為不可能讓其它帶寬缺乏服務(wù)不允許地掌握帶寬，而使可用于會話的帶寬降級。
從以上所述將看到，IPE 28各用作移動手機UE的一個或多個的多播代理客戶機，解決禁止從服務(wù)器4向手機的傳統(tǒng)多播的單向空中鏈路的問題。
從以上所述會理解，本發(fā)明提供用于經(jīng)過封裝以便通過單向廣播網(wǎng)絡(luò)傳送給用戶的多播數(shù)據(jù)的多播設(shè)備，在其中，可能的發(fā)送方和可能的接收方組成分離的組，以及對于給定多播會話，可能確切地存在一個先前已知的發(fā)送方。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員十分清楚所述多播系統(tǒng)的許多修改和變更。例如，IPE 28可通過適當?shù)念A處理來處理以太網(wǎng)包以及IP數(shù)據(jù)報。本發(fā)明也不限于DVB-T，也可使用不一定是無線的其它傳輸方案。
權(quán)利要求
1.包括雙向網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點的多播設(shè)備，所述節(jié)點可用于向所述網(wǎng)絡(luò)發(fā)送多播會話的加入和離開消息，以及可用于單向廣播在所述多播會話中從所述雙向網(wǎng)絡(luò)接收的會話數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的多播設(shè)備，其特征在于，所述節(jié)點包括封裝器，用于封裝多播會話數(shù)據(jù)以供單向傳送。
3.多播設(shè)備，包括封裝器，用于封裝通過網(wǎng)絡(luò)從遠程源接收的多播數(shù)據(jù)，以便單向發(fā)送給用戶設(shè)備，以及封裝器控制器，可用于控制所述封裝器，以便向所述網(wǎng)絡(luò)發(fā)送加入消息，用于通過所述網(wǎng)絡(luò)從所述源向所述封裝器多播所述數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求3所述的多播設(shè)備，其特征在于，加入消息被安排為在預定時間發(fā)送。
5.如權(quán)利要求4所述的多播設(shè)備，其特征在于，所述安排的時間是在來自所述源的數(shù)據(jù)的會話開始之前。
6.如權(quán)利要求3至5中的任一項所述的多播設(shè)備，其特征在于，所述加入消息包括對應(yīng)于所述遠程源的地址。
7.如權(quán)利要求3至6中的任一項所述的多播設(shè)備，其特征在于，所述加入消息包括對應(yīng)于多播組的地址。
8.如權(quán)利要求3至7中的任一項所述的多播設(shè)備，其特征在于，所述加入消息之后跟隨離開消息，以便停止向所述封裝器多播所述數(shù)據(jù)。
9.如權(quán)利要求3至8中的任一項所述的多播設(shè)備，其特征在于，所述控制器可用于確定要發(fā)送給所述封裝器的數(shù)據(jù)會話的時間表，以及指示所述封裝器發(fā)送與所述時間表對應(yīng)的加入和離開消息。
10.如權(quán)利要求3至9中的任一項所述的多播設(shè)備，其特征在于，所述封裝器可用于將IP包數(shù)據(jù)封裝到MPEG傳送流包中。
11.如權(quán)利要求3至10中的任一項所述的多播設(shè)備，其特征在于，所述封裝器可用于將IP包數(shù)據(jù)封裝到各部分中，將所述各部分安排成突發(fā)，以及提供與所述突發(fā)的安排對應(yīng)的時間分片信息。
12.如權(quán)利要求3至11中的任一項所述的多播設(shè)備，其特征在于，所述封裝器可用于控制所述已封裝數(shù)據(jù)的帶寬，以及所述封裝器控制器可用于命令所述封裝器為所述已封裝數(shù)據(jù)提供預定帶寬。
13.如權(quán)利要求3至12中的任一項所述的多播設(shè)備，其特征在于，所述封裝器可用于對所述數(shù)據(jù)執(zhí)行加密和驗證過程。
14.如權(quán)利要求3至13中的任一項所述的多播設(shè)備，其特征在于，所述封裝器可用于從服務(wù)器接收不同版本的數(shù)據(jù)，并將它們轉(zhuǎn)換為共同版本，以便單向傳送到所述用戶設(shè)備。
15.如權(quán)利要求3至14中的任一項所述的多播設(shè)備，其特征在于，所述封裝器可用于從服務(wù)器接收不同版本的數(shù)據(jù)，以及以取決于所述數(shù)據(jù)版本的格式發(fā)送所述加入消息。
16.如權(quán)利要求3至15中的任一項所述的多播設(shè)備，其特征在于，包括所述網(wǎng)絡(luò)和所述源。
17.如權(quán)利要求16所述的多播設(shè)備，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)包括多個路由器，可用于響應(yīng)所述加入消息而建立多播樹，以便將數(shù)據(jù)從所述源傳遞到所述封裝器。
18.如權(quán)利要求16或17所述的多播設(shè)備，其特征在于，包括設(shè)置在無線網(wǎng)絡(luò)的相應(yīng)傳輸站點的多個所述封裝器，用于封裝所述數(shù)據(jù)以便傳送給用戶設(shè)備。
19.一種操作如以上任一權(quán)利要求中所述的多播設(shè)備的方法。
20.一種按照如權(quán)利要求19中所述的方法在用戶設(shè)備上接收已封裝數(shù)據(jù)的方法。
21.一種多播方法，包括操作雙向網(wǎng)絡(luò)中耦合的節(jié)點，以便向所述網(wǎng)絡(luò)發(fā)送多播會話的加入和離開消息，以及單向廣播在所述多播會話中從所述雙向網(wǎng)絡(luò)接收的會話數(shù)據(jù)。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，包括在所述節(jié)點上封裝所述多播會話數(shù)據(jù)以便單向傳送。
23.一種多播方法，包括操作封裝器來封裝通過網(wǎng)絡(luò)從遠程源接收的多播數(shù)據(jù)，以便單向發(fā)送給用戶設(shè)備，以及控制所述封裝器，以便向所述網(wǎng)絡(luò)發(fā)送加入消息，用于通過所述網(wǎng)絡(luò)從所述源向所述封裝器多播所述數(shù)據(jù)。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，包括安排所述加入消息在來自所述源的數(shù)據(jù)的會話開始之前的預定時間發(fā)送。
25.如權(quán)利要求23或24所述的方法，其特征在于，包括為所述加入消息提供對應(yīng)于所述遠程源的地址的數(shù)據(jù)。
26.如權(quán)利要求23、24或25所述的方法，其特征在于，包括為所述加入消息提供對應(yīng)于多播組的地址數(shù)據(jù)。
27.如權(quán)利要求23至26中的任一項所述的方法，其特征在于，包括發(fā)送離開消息以便停止向所述封裝器多播所述數(shù)據(jù)。
28.如權(quán)利要求23至27中的任一項所述的方法，其特征在于，包括確定要發(fā)送給所述封裝器的數(shù)據(jù)會話的時間表，以及指示所述封裝器發(fā)送與所述時間表對應(yīng)的加入和離開消息。
29.如權(quán)利要求23至28中的任一項所述的方法，其特征在于，包括命令所述封裝器為所述已封裝數(shù)據(jù)提供預定帶寬。
30.如權(quán)利要求23至29中的任一項所述的方法，其特征在于，包括對所述數(shù)據(jù)執(zhí)行加密和驗證過程。
31.如權(quán)利要求23至30中的任一項所述的方法，其特征在于，包括向所述會話分配預定帶寬，以及限制所述傳送，以便不超過所述帶寬。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，所述會話的所述數(shù)據(jù)由具有不同優(yōu)先級的多個流組成，并且所述方法包括根據(jù)所述流的優(yōu)先級丟棄來自所述流的數(shù)據(jù)。
33.多播設(shè)備，包括封裝器，用于封裝通過網(wǎng)絡(luò)在流中從遠程源接收的多播數(shù)據(jù)，以便發(fā)送給用戶設(shè)備，以及封裝器控制器，可用于向所述網(wǎng)絡(luò)發(fā)送加入消息，其中包括與所述源的地址對應(yīng)的地址，使得所述數(shù)據(jù)可通過所述網(wǎng)絡(luò)從所述源向所述封裝器多播。
34.多播設(shè)備，包括配置為移動用戶設(shè)備的代理多播客戶機的封裝器，所述移動用戶設(shè)備可用于接收來自從遠程服務(wù)器向其多播的所述封裝器的已封裝數(shù)據(jù)。
35.與包括雙向網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點的多播設(shè)備進行通信的移動用戶設(shè)備，所述節(jié)點可用于向所述網(wǎng)絡(luò)發(fā)送多播會話的加入和離開消息，以及可用于單向廣播在所述多播會話中從所述雙向網(wǎng)絡(luò)接收的會話數(shù)據(jù)。
36.與如權(quán)利要求1至18或者33或34中的任一項所述的多播設(shè)備進行通信的移動手機。
全文摘要
在會話中通過包括多個路由器(R)的網(wǎng)絡(luò)(N)以多播樹從一個或多個服務(wù)器(4)向DVB－T網(wǎng)絡(luò)的傳輸站點(S)多播IP數(shù)據(jù)，在其中，數(shù)據(jù)由IPE 28封裝，并且單向發(fā)送給移動用戶設(shè)備(UE)?？刂破?38)建立與服務(wù)器(4)發(fā)送的會話有關(guān)的會話數(shù)據(jù)的時間表，并指示IPE發(fā)送加入消息以便接收所選會話的數(shù)據(jù)。加入消息可包括源的地址，以及可在會話開始之前及時發(fā)送。
文檔編號H04L12/56GK1856958SQ200480027238
公開日2006年11月1日 申請日期2004年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月25日
發(fā)明者D·穆勒, M·索伊尼奧 申請人:諾基亞有限公司