BRPI0208496B1

BRPI0208496B1 - Método e equipamento para transporte de dados em um sistema de comunicação sem fio

Info

Publication number: BRPI0208496B1
Application number: BRPI0208496-1A
Authority: BR
Inventors: Raymond T. Hsu
Original assignee: Qualcomm Incorporated
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2019-02-26
Also published as: US6707801B2; EP1382177B1; JP2005507572A; AU2002252546A1; TW571535B; EP1382177A2; CN1636370B; CN1636370A; WO2002080489A3; US20020141391A1; BR0208496A; CA2442622A1; CA2442622C; MXPA03008880A; KR100940139B1; WO2002080489A2; KR20030088046A; CN1593036A

Abstract

"método e equipamento para transporte de dados em um sistema de comunicação sem fio. método e equipamento para transporte de pacote de dados em um sistema de transmissão sem fio suportando as transmissões de broadcast. os fluxos de broadcast são providos em pacotes ip direcionados a um grupo de assinante. o pdsn aplica um header externo a cada frame de fluxo de broadcast identificando o frame como parte de uma transmissão de multi-cast. o pdsn transmite os frames para pelo menos o pcf, em que o pcf duplica o frame recebido para cada usuário no grupo de subscrição, aliviando o processamento do pdsn.

Description

Referência a Pedidos de Patente Co-pendentes

A presente invenção está relacionada aos seguintes pedidos de patente no escritório americano de Marcas e Patentes:

Method and Apparatus for Security in a Data Processing System por Philip Hawkes et al., possuindo 10 Registro Legal No. 010497, depositado concomitantemente a este e de propriedade da Requerente da presente invenção e aqui expressamente incorporado por referência;

Method and Apparatus for Overhead Messaging in a Wireless Communication System por Nikolai Leung, possuindo 15 Registro Legal No. 010439, depositado concomitantemente a este e de propriedade da Requerente da presente invenção e aqui expressamente incorporado por referência;

Method and Apparatus for Out-of-Band Transmission of Broadcast Service Option in a Wireless 20 Communication System por Nikolai Leung, possuindo Registro Legal No. 010437, depositado concomitantemente a este e de propriedade da Requerente da presente invenção e aqui expressamente incorporado por referência;

Method and Apparatus for Broadcast Signaling in a Wireless Communication System por Nikolai Leung possuindo Registro Legal No. 010438, depositado concomitantemente a este e de propriedade da Requerente da presente invenção e aqui expressamente incorporado por referência;

Method and Apparatus for Transmission Framing in a Wireless Communication System por Raymond Hsu, possuindo Registro Legal No. 010498, depositado concomitantemente a

2/31 to este e de propriedade da Requerente da presente invenção e aqui expressamente incorporado por referência; e

Method and Apparatus for Header Compression in a Wireless Communication System por Raymond Hsu, possuindo

Registro Legal No. 010500, depositado concomitantemente a este e de propriedade da Requerente da presente invenção e aqui expressamente incorporado por referência.

Campo

A presente invenção relaciona-se de modo geral a sistemas de comunicação sem fio e especificamente, a métodos e equipamentos para compressão de mensagens na preparação para transmissão em um sistema de comunicação sem fio.

Fundamento

Há uma demanda crescente por serviços de dados em pacotes em sistemas de comunicação sem fio. Como sistemas de comunicação sem fio tradicionais são projetados para comunicações de voz, a extensão para suportar serviços de dados introduz muitos desafios. A conservação da largura de 20 banda é a principal preocupação da maioria dos projetistas.

Em transmissões uni-direcionais, tais como transmissões em broadcast, um único conteúdo de broadcast é provido para múltiplos usuários. Os usuários são identificados por um único identificador que é a sequir incluído nas informações 25 de endereçamento. Em um tal sistema, múltiplos elementos de infra-estrutura podem ser requeridos para duplicar os pacotes de broadcast de modo a identificar cada um dos múltiplos receptores pretendidos. A duplicação de sinais de transmissão consome largura de banda variável reduzindo 30 assim a eficiência do sistema de comunicação, e aumentando as exigências de processamento de elementos de infraestrutura intermediários. Para um serviço broadcast em particular, o número de receptores meta pode ser

3/31 υο proibitivamente grande, criando assim problemas de alocação de recurso e perda de largura de banda disponível.

Portanto, há uma demanda por um método eficiente e acurado de transmissão de dados a múltiplos receptores em 5 um sistema de comunicação sem fio. Adicionalmente, há uma demanda por um método para direcionar dados de broadcast a múltiplos usuários, em que cada usuário é identificado exclusivamente como um receptor meta.

RESUMO

As modalidades aqui descritas atendem à demanda acima mencionada ao prover um método para rotear pacotes IP em um sistema de comunicação sem fio, em que um cabeçalho externo que identifica um grupo multicast é anexado a cada quadro (frame) de transmissão.

Em um aspecto, um método para transmitir pacotes de protocolo Internet em um sistema de transmissão sem fio suportando transmissões broadcast inclui gerar um primeiro quadro de transmissão, transmitir o primeiro quadro de transmissão com um cabeçalho (header) interno que identifica a fonte e o destino do primeiro quadro de transmissão, aplicar um cabeçalho externo ao primeiro quadro de transmissão e um cabeçalho interno, o cabeçalho externo identificando um destino de grupo multicast para o primeiro quadro de transmissão.

Em outro aspecto, um elemento de infra-estrutura para processar pacotes de protocolo Internet em um sistema de transmissão sem fio suportando transmissões broadcast inclui dispositivos para receber um primeiro quadro de transmissão possuindo um cabeçalho interno que identifica a 30 fonte e destino do primeiro quadro de transmissão, dispositivos para aplicar um cabeçalho externo ao primeiro quadro de transmissão e cabeçalho interno, o cabeçalho externo identificando um destino de grupo multicast para o primeiro quadro de transmissão, e dispositivos para

4/31

/Ob

ΙΐίΖύ transmitir o primeiro quadro de transmissão com o cabeçalho externo e cabeçalho interno para o grupo multicast.

Em ainda outro aspecto, um sistema de comunicação sem fio suportando um serviço broadcast, um sinal de comunicação transmitido por uma onda portadora, o sinal de comunicação possuindo uma pluralidade de quadros de transmissão, cada uma da pluralidade de quadros de transmissão inclui uma carga útil (payload) de conteúdo de broadcast, um cabeçalho interno que identifica uma fonte e um destino da carga útil, e um cabeçalho externo que identifica um destino de grupo multicast para a carga útil.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é um diagrama de um sistema de comunicação de espalhamento espectral que suporta um número de usuários.

A Figura 2 é um diagrama de blocos do sistema de comunicação suportando transmissões broadcast.

A Figura 3 é um modelo da pilha de protocolo que corresponde a uma opção de serviço broadcast em um sistema de comunicação sem fio.

	A	Figura 4	é uma Tabela	de protocolos aplicada	a
camadas	de	uma pilha	de protocolo	que suporta	uma	opção	de
serviço	broadcast em	um sistema de	comunicação	sem	fio .
	A	Figura	5 é um fluxograma para	um	fluxo	de

mensagem para serviço broadcast em uma topologia de sistema de comunicação sem fio.

A Figura 6 é um fluxo de broadcast em um sistema de comunicação sem fio.

A	Figura 7 é	um mapeamento de	compressão	de
30 cabeçalho em	um sistema de comunicação sem fio.
A	Figura 8	é um broadcast	periódico	de
informações	de compressão	de cabeçalho.
A	Figura 9 é	um protocolo de	compressão	de

cabeçalho.

um protocolo broadcast em de compressão um sistema de

5/31

cabeçalho comunicação cabeçalho comunicação

Figura 10 é para serviço sem fio.

Figura 11 é para serviço sem fio.

um fluxograma broadcast

Figura 12 é um fluxograma para serviço broadcast sem fio.

de em de compressão um sistema de cabeçalho comunicação

As Figuras 13-15 são redes de transmissões broadcast.

em descompressão um sistema de de de de acesso suportando

DESCRIÇÃO DETALHADA

A palavra exemplar é usada aqui exclusivamente para significar servindo como um exemplo, caso, ou 15 ilustração. Qualquer modalidade descrita aqui como exemplar não necessariamente deve ser construída como preferida ou vantajosa em relação a outras modalidades.

O uso eficiente da largura de banda disponível impacta no desempenho e na extensão do sistema. Para este 20 fim, várias técnicas foram aplicadas para reduzir o tamanho de informações de overhead transmitidas com os dados ou

informações de conteúdo. Como exemplo, em uma transmissão digital, os dados são transmitidos em quadros. Os quadros podem ser parte de um pacote de dados, parte de uma 25 mensagem de dados, ou guadros contínuos em um fluxo de informações, tal como fluxos de áudio e/ou vídeo. Anexo a cada quadro de dados (e a cada pacote ou mensagem) está um cabeçalho contendo informações de processamento que permite ao receptor entender as informações contidas no(s) quadro(s). Estas informações de cabeçalho são consideradas overhead, isto é, informações de processamento transmitidas junto com conteúdo de informações. O conteúdo de informações é designado como carga útil. Enquanto cada cabeçalho individual é tipicamente muito menor que uma

6/31 λοβ determinada carga útil, o efeito cumulativo de transmitir cabeçalhos impacta na largura de banda disponível.

Os quadros de dados são transmitidos ao longo do sistema de comunicação através de diversos elementos de infra-estrutura. Em um sistema convencional, a transmissão de informações para múltiplos usuários requer a duplicação das informações em um ponto de controle central de dados em pacotes, como uma PDSN. A duplicação aumenta as exigências de processamento da PDSN e desperdiça largura de banda valiosa. A PDSN transmite as múltiplas cópias para as estações base que enviam as informações a cada usuário. A abordagem convencional é especificamente desvantajosa em um serviço broadcast unidirecional, em que muitos usuários estão recebendo a transmissão broadcast. A PDSN neste caso deve fazer um grande número de cópias, aplicar um endereço específico a cada cópia e transmitir as cópias individualmente. Em uma transmissão de protocolo Internet (IP - Internet Protocol), as informações de cabeçalho IP são preparadas e transmitidas para cada cópia que introduz um overhead grande.

A PDSN é tipicamente reguerida para prover informações de cabeçalho adicionais identificando cada receptor meta. Para um serviço broadcast, o número de receptores meta pode ser proibitivamente grande, assim criando problemas de alocação de recurso e perda de largura de banda disponível.

Uma modalidade exemplar de um sistema de comunicação sem fio emprega um método para transportar dados que reduz a largura de banda usada pelos elementos de infra-estrutura enquanto satisfazem as exigências de acurácia e de transmissão do sistema. Na modalidade exemplar, a duplicação é executada pela BS ou PCF, liberando a PDSN ou o roteador de dados em pacotes central, para enviar a mensagem com um cabeçalho de multicast para cada BS ou PCF envolvida no broadcast. A modalidade

7/31 exemplar suporta um serviço broadcast unidirecional. 0 serviço broadcast provê fluxos de video e/ou áudio para múltiplos usuários. Os assinantes do serviço broadcast sintonizam a um canal designado para acessar a 5 transmissão broadcast. Como a exigência de largura de banda para transmissão de alta velocidade de difusões de vídeo é

grande, é desejável reduzir o tamanho de qualquer overhead associado com tal transmissão broadcast.

A discussão a seguir desenvolve a modalidade exemplar geralmente apresentando primeiro um sistema de comunicação sem fio de espalhamento espectral. Depois, o serviço broadcast é introduzido; em que o serviço refere-se ao serviço broadcast de alta velocidade (HSBS - High Speed Broadcast Service), e a discussão inclui designações de 15 canal da modalidade exemplar. Um modelo de assinatura é mostrado a seguir compreendendo opções para planos de assinaturas pagas, assinaturas gratuitas e assinaturas híbridas, de modo similar àquelas disponíveis atualmente para transmissões de televisão. As especificidades no 20 acesso ao serviço broadcast são a seguir detalhadas, apresentando o uso de uma opção de serviço para definir as especificidades de uma determinada transmissão. O fluxo de mensagem no sistema de broadcast é discutido com relação à topologia do sistema, isto é, elementos de infra-estrutura.

Finalmente, é discutida a compressão de cabeçalho usada na modalidade exemplar.

Observa-se que a modalidade exemplar é fornecida como um exemplo ao longo desta discussão; porém, modalidades alternativas podem incorporar diversos aspectos 30 sem afastamento do escopo da presente invenção.

Especificamente, a presente invenção é aplicável a um sistema de processamento de dados, um sistema de comunicação sem fio, um sistema de broadcast unidirecional e qualquer outro sistema que deseja transmissão eficiente de informações.

8/31

Λλο ~UúD

Sistema de Comunicação sem fio

A modalidade exemplar emprega um sistema de comunicação sem fio de espalhamento espectral, suportando um serviço broadcast. Os sistemas de comunicação sem fio 5 são desenvolvidos amplamente para prover diversos tipos de

comunicação tal como voz, dados e assim por diante. Estes sistemas podem estar baseados no acesso múltiplo por divisão de código (CDMA - Code Division Multiple Access), acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA - Time Division 10 Multiple Access) ou alguma outra técnica de modulação. Um sistema CDMA provê certas vantagens em relação a outros tipos de sistemas, compreendendo capacidade de sistema aumentada.

Um sistema pode ser projetado para suportar um ou 15 mais padrões tal como o TIA/EIA/IS-95-B Mobile StationBase Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System designado aqui como o padrão IS-95, o padrão oferecido por um consórcio designado

3rd Generation Partnership Project designado aqui como

3GPP, e englobado em um conjunto de documentos compreendendo os Documento Nos. 3G TS 25.211, 3G TS 25.212,

3G TS 25.213, 3G TS 25.214 e 3G TS 25.302, designado aqui como o padrão W-CDMA, o padrão oferecido por um consórcio designado 3rd Generation Partnership Project 2 designado aqui como 3GPP2, e TR-45.5 designado aqui como o padrão

CDMA2000, antigamente designado de IS-2000 MC. Os padrões citados acima são incorporados expressamente aqui por referência.

Cada padrão define especificamente o processamento de dados para transmissão a partir da estação base para o móvel, e vice-versa. Como uma modalidade exemplar a seguinte discussão considera um sistema de comunicação de espalhamento espectral consistente com o padrão CDMA2000 de protocolos. As modalidades alternativas

9/31 podem incorporar outros padrões. Ainda outras modalidades podem aplicar os métodos de compressão descritos aqui para outros tipos de sistemas de processamento de dados.

A Figura 1 serve como um exemplo de um sistema de comunicação 100 que suporta um número de usuários e é capaz de implementar pelo menos alguns aspectos e modalidades da invenção. Qualquer das variedades de algoritmos e métodos podem ser usados para programar transmissões no sistema 100. O sistema 100 provê comunicação para várias células de 102A a 102G, cada uma das quais é atendida por uma estação base correspondente de 104A a 104G. Na modalidade exemplar, algumas das estações base 104 possuem múltiplas antenas receptoras e outras possuem uma única antena receptora. De modo semelhante, algumas das estações base 104 possuem múltiplas antenas transmissoras e outras possuem uma única antena receptora. Não existem restrições nas combinações de antenas transmissoras e antenas receptoras. Consequentemente, é possível que uma estação base 104 possua múltiplas antenas receptoras e uma única antena receptora, ou possua múltiplas antenas receptoras e uma única antena transmissora, ou possua tanto uma única como múltiplas antenas transmissoras e receptoras.

Os terminais 106 na área de cobertura podem ser fixos (isto é, estacionários) ou móveis. Como mostrado na Figura 1, diversos terminais 106 estão espalhados ao longo do sistema. Cada terminal 106 comunica-se com pelo menos uma e possivelmente mais estações base 104 no downlink e uplink em algum determinado momento dependendo de se, por exemplo, o soft handoff for empregado ou se o terminal for projetado e operado para receber (concomitantemente ou seqüencialmente) múltiplas transmissões a partir das estações base. O soft handoff em sistemas de comunicações CDMA é bem conhecido na técnica e é descrito em detalhes na Patente de Americana No. 5.101.501, intitulada Method and system for providing a Soft Handoff in a CDMA Cellular

10/31

~Ό& Telephone System, que e de propriedade da Requerente da presente invenção.

O downlink refere-se à transmissão a partir da estação base para o terminal; e o uplink refere-se à transmissão a partir do terminal para a estação base. Na modalidade exemplar, alguns dos terminais 106 possuem múltiplas antenas receptoras e outras possuem apenas uma única antena receptora. Na Figura 1, a estação base 104A transmite dados para os terminais 106A e 106J no downlink, a estação base 104B transmite dados para os terminais 106B e 106J, a estação base 104C transmite dados para o terminal 106C, e assim por diante.

A crescente demanda para transmissão de dados sem fio e a expansão de serviços disponíveis através da tecnologia de comunicação sem fio conduziu ao desenvolvimento de serviços de dados específicos. Um tal serviço é designado como de alta taxa de dados (HDR - High Data Rate). Um serviço HDR exemplar é proposto no EIA/TIAIS856 CDMA2000 High Rate Packet Data Air Interface

Specification designado como a especificação HDR. O serviço HDR geralmente é uma sobreposição a um sistema de comunicação de voz que provê um método eficiente de transmitir pacotes de dados em um sistema de comunicação sem fio. Como a quantidade de dados transmitidos e o número de transmissões aumentam, a limitada larqura de banda disponível para transmissões de rádio torna-se um recurso crítico. Consequentemente, existe uma demanda por um método eficiente e justo de programar transmissões em um sistema de comunicação que otimize o uso da largura de banda disponível. Na modalidade exemplar, o sistema 100 ilustrado na Figura 1 está de acordo com um sistema tipo CDMA que possui serviço HDR.

Sistema de Broadcast de Alta Velocidade (HSBS)

11/31

U2>

Um sistema de comunicação sem fio 200 é ilustrado na Figura 2, em que informações de vídeo e de áudio são providas a uma Rede de Serviços de Dados Empacotados (PDSN

Packetized Data Service Network) 202. As informações de vídeo e áudio podem ser de programação de televisão ou de uma transmissão de rádio. As informações são providas como dados em pacotes, tal como pacotes IP. A os pacotes IP para distribuição dentro

Acesso (AN

PDSN 202 de uma

Access Network). Como ilustrado definida como partes do sistema compreendendo uma processa

Rede a AN

BS 204 de em comunicação com múltiplas MS 206. A PDSN 202 é acoplada à

BS 204. Para o serviço HSBS, a BS 204 recebe o fluxo de informações a partir da PDSN 202 e provê as informações no canal designado para assinantes dentro do sistema 200.

Em um determinado setor, existem diversas formas nas quais

Os fatores número físicos de o serviço broadcast HSBS pode ser desenvolvido.

envolvidos no projeto de um sistema engloba, mas limitadas ao, número de sessões HSBS suportadas, designações de frequências, e número de canais de broadcast suportados.

O HSBS é um fluxo de informações provido através de uma f io. O interface aérea canal HSBS broadcast broadcast.

canal HSBS

HSBS lógica

Observa-se pode mudar

7h da manhã, Tempo às em um sistema de comunicação refere-se a uma como definido que o conteúdo sem única sessão pelo de um com tempo, por exemplo,

8h da manhã, Filmes às de conteúdo de determinado

Notícias às

9h da manhã, etc. A programação baseada no tempo é análoga um único canal canal

Walsh, de TV.

físico que

O canal de broadcast refere-se de link direto, por exemplo, um um único dado código porta tráfego de broadcast.

canal de broadcast, BCH, corresponde a um único canal

CDM.

Um único canal de broadcast pode portar um ou mais canais

HSBS; neste caso, os canais HSBS serão multiplexados em uma forma multiplexada por divisão de

114

12/31 tempo (TDM - Time-Division Multiplex) dentro do único canal de broadcast. Em uma modalidade, um único canal HSBS é provido em mais que um canal de broadcast dentro de urd setor. Em outra modalidade, um único canal HSBS é provido em frequências diferentes para atender assinantes em tais frequências.

De acordo com a modalidade exemplar, o sistema 100 ilustrado na Figura 1 suporta um serviço broadcast de multimídia de alta velocidade designado como serviço broadcast de alta velocidade (HSBS - High-Speed Broadcast Service). As capacidades de broadcast do serviço pretendem prover programação em uma taxa de dados suficiente para suportar comunicações de vídeo e áudio. Como exemplo, aplicações do HSBS podem incluir fluxo contínuo (streaming) de vídeos de filmes, eventos esportivos, etc. O serviço HSBS é um serviço de dados em pacotes com base no protocolo Internet (IP - Internet Protocol).

De acordo com a modalidade exemplar, um provedor de serviços é designado como um Servidor de Conteúdo (CS Content Server), em que o CS alerta quanto à disponibilidade de tal serviço broadcast de alta velocidade aos usuários do sistema. Qualquer usuário que deseje receber o serviço HSBS, pode assinar o CS. O assinante é a seguir capaz de varrer a programação do serviço broadcast em uma diversidade de formas

Como exemplo, através de o conteúdo de propagandas, curtas (SMS que pode ser provida pelo CS. broadcast pode ser comunicado mensagens de sistema de gerenciamento protocolo de aplicação sem fio (WAP

Protocol), e/ou qualquer outro meio com, e conveniente para, usuários móveis são referidos como estações móveis (MSs

Short

Management System),

Wireless Application geralmente de acordo comunicações sem fio móveis. Os

Base Stations) transmitem parâmetros relacionados com HSBS em mensagens de overhead, tal como aqueles transmitidos em canais e/ou

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Ua uo frequências designadas para controle e informações, isto é, mensagens não de carga útil. A carga útil refere-se ao conteúdo de informações da transmissão, em que para uma sessão de broadcast, a carga útil é o conteúdo de broadcast, isto é, o programa de video, etc. Quando um assinante do serviço broadcast deseja receber uma sessão de broadcast, isto é, um programa de broadcast programado específico, a MS lê as mensagens de overhead e aprende as configurações apropriadas. A MS a seguir sintoniza para a freqüência que contém o canal HSBS e recebe o conteúdo de serviço broadcast.

A estrutura de canal da modalidade exemplar está de acordo com o padrão CDMA2000, em que o canal suplementar direto (F-SCH - Forward Supplemental Channel) suporta transmissões de dados. Uma modalidade empacota um número grande dos canais fundamentais diretos (F-FCHs) ou os Canais de Controle Dedicados Direto (F-DCCHs - Forward Dedicated Control Channels) para atingir exigências de taxa de dados mais elevada de serviços de dados. A modalidade exemplar utiliza um F-SCH como a base para o F-BSCH suportando uma carga útil de 64 kbps (excluindo overhead RTP) . O F-BSCH também pode ser modificado para suportar outras taxas de carga útil, por exemplo, através da subdivisão da taxa de carga útil de 64 kbps em sub-fluxos de taxas mais baixas.

Uma modalidade também suporta chamadas de grupo em diversas formas diferentes. Como exemplo, ao usar canais unicast existentes, isto é, um canal de link direto por MS sem compartilhamento, de F-FCH (ou de F-DCCH) em ambos os links direto e reverso. Em outro exemplo, são aplicados o F-SCH (compartilhado pelos membros do grupo no mesmo setor) e o F-DCCH (sem quadros mas o subcanal de controle de potência direto na maior parte do tempo) no link direto e o R-DCCH no link reverso. Ainda em outro exemplo, são utilizados o F-BSCH de alta taxa no link direto, e o canal

14/31 /UG

ΊαΟ de acesso (ou a combinação canal de acesso aperfeiçoado/canal de controle comum reverso) no link reverso.

Possuindo uma alta taxa de dados, o F-BSCH da modalidade exemplar pode usar uma parte muito grande de uma potência de link direto da estação base para prover cobertura adequada. O projeto de camada física do HSBC é portanto focado em melhorias de eficiência em um ambiente de broadcast.

Para prover suporte adequado aos serviços de vídeo, o projeto do sistema considera a potência da estação base requerida para os vários modos para transmitir o canal, bem como, a qualidade de video correspondente. Um aspecto do projeto é uma compensação (trade-off) subjetiva entre a qualidade de video percebida no limite de cobertura e a proximidade da estação rádio-base (cell site). Como a taxa de carga útil é reduzida, a taxa de código de correção de erros efetiva é aumentada, um dado nivel de potência de transmissão de estação base proveria melhor cobertura no limite da célula. Para estações móveis localizadas mais perto das estações base, a recepção do canal mantém-se livre de erros e a guaiidade do video será reduzida devido à taxa da fonte reduzida. Esta mesma compensação também se aplica a outras aplicações que não de video que o F-BSCH pode suportar. Abaixando a taxa de carga útil suportada pelo canal aumenta-se a cobertura pelo custo da redução da velocidade do download para tais aplicações.

balanceamento da importância relativa entre qualidade de video e a vazão de dados versus a área de cobertura objetivo. A configuração escolhida busca uma configuração otimizada especifica para aplicação e um bom compromisso entre todas as possibilidades.

A taxa de carga útil para o F-BSCH é um importante parâmetro de projeto. As seguintes suposições podem ser usadas no projeto de um sistema que suporte

15/31

ΑΙ4 transmissões broadcast de acordo com a modalidade exemplar: (1) a taxa de carga útil meta é 64 kbps, que provê uma qualidade de vídeo aceitável para SKT; (2) para a transmissão de fluxo contínuo de serviço de vídeo, a taxa de carga útil é presumida para incluir bytes de 128 bits por overhead de pacote dos pacotes RTP; (3) o overhead médio para todas as camadas entre RTP e a camada física é aproximadamente 64, bytes de 8 bits por pacote mais 8 bits por overhead de quadro F-SCH é usado pelo cabeçalho MUXPDU.

Na modalidade exemplar, para serviços de broadcast não de vídeo, a taxa máxima suportada é 64 kbps. Porém, muitas outras taxas de carga útil possíveis abaixo de 64 kbps também são alcançáveis.

Modelo de Assinatura

Existem diversos modelos possíveis de assinatura/receita para serviço HSBS, compreendendo acesso gratuito, acesso controlado e acesso parcialmente controlado. Para o acesso gratuito, nenhuma assinatura é necessária para a recepção do serviço. A BS difunde o conteúdo sem criptografia e móveis interessados podem receber o conteúdo. A receita para o provedor de serviços pode ser gerada através de propagandas que podem também ser transmitidas no canal de broadcast. Por exemplo, os clipes de filme que chegam podem ser transmitidos para os estúdios que vão pagar ao provedor de serviços.

Para o acesso controlado, os usuários da MS assinam o serviço e pagam a taxa correspondente para receber o serviço broadcast. Os usuários não assinantes, não são habilitados a receber o serviço HSBS. O acesso controlado pode ser atingido por criptografia da transmissão/conteúdo HSBS de forma que apenas os usuários assinantes possam decriptografar o conteúdo. Isto pode usar procedimentos de troca de chave de criptografia através do

16/31 ne ar. Este esquema provê forte segurança e impede acesso de serviço não autorizado.

Um esquema de acesso híbrido, desiqnado como acesso parcialmente controlado, provê o serviço HSBS como um serviço com base na assinatura que é criptografado com transmissões de propaganda não criptografada intermitentes. Tais propagandas podem ser dirigidas para encorajar assinantes ao serviço HSBS criptografado. A programação de tais segmentos não criptografados pode ser conhecida da MS através de dispositivos externos.

Opção de Serviço HSBS

A opção de serviço HSBS é definida por: (1) uma pilha de protocolo; (2) opções na pilha de protocolo; e (3) procedimentos para ajustar e sincronizar o serviço. A pilha de protocolo de acordo com a modalidade exemplar é ilustrada nas Figuras 3 e 4. Como ilustrado na Figura 3, a pilha de protocolo é especifica ao elemento de infraestrutura, isto é, MS, BS, PDSN e CS na modalidade exemplar.

Continuando com a Figura 3, para a camada de aplicação da MS, o protocolo especifica o codec de áudio, codec visual, bem como quaisquer perfis visuais. Adicionalmente, o protocolo especifica tipos de carga útil de protocolo de transporte via rádio (RTP) quando RTP é usado. Para a camada de transporte da MS, o protocolo especifica uma parte de Protocolo de Dataqrama de Usuários (UDP) . A camada de segurança da MS é especificada pelo protocolo, em que parâmetros de segurança são providos através de canais fora de banda quando a segurança está inicialmente associada ao CS. A camada de rede especifica os parâmetros de compressão de cabeçalho IP.

Fluxo de Mensagem

17/31 «ο»

A Figura 5 ilustra o fluxo de chamada da modalidade exemplar para uma determinada topologia de sistema. 0 sistema inclui uma MS, BS, PDSN e CS, como listado no eixo horizontal. O eixo vertical representa o tempo. O usuário ou a MS é um assinante do serviço HSBS. No tempo tl a MS e o CS negociam a segurança da assinatura pelo serviço broadcast. A negociação envolve troca e manutenção de chaves de criptografia, etc., usadas para receber o conteúdo de broadcast no canal de broadcast. O usuário estabelece uma associação de segurança com o CS na recepção das informações criptografadas. As informações criptografadas podem incluir uma chave de acesso ao broadcast (BAK - Broadcast Access Key) ou uma combinação de chaves, etc., a partir do CS. De acordo com a modalidade exemplar, o CS provê as informações criptografadas através de um canal exclusivo durante uma sessão de dados em pacotes, tal como por PPP, WAP, ou outros métodos fora de banda.

No tempo t2 a MS sintoniza no canal de broadcast e começa a · receber pacotes. Neste momento, a MS está habilitada para processar os pacotes recebidos porque o cabeçalho IP/ESP é comprimido através da ROHC, e o descompressor da MS não foi inicializado. A PDSN provê informações de compressão de cabeçalho (detalhadas abaixo) no tempo t3. A partir do cabeçalho do pacote ROHC, a MS detecta e obtém um pacote de Inicialização e Atualização (IR) ROHC enviado periodicamente a partir da PDSN ao canal de broadcast. O pacote IR ROHC é usado para inicializar o estado do descompressor na MS, permitindo-a descomprimir o cabeçalho IP/ESP dos pacotes recebidos. A MS pode a seguir processar o cabeçalho IP/ESP dos pacotes recebidos, porém, a MS requer informações adicionais para processar a carga útil ESP, uma vez que a carga útil é criptografada com uma chave de curta duração (SK - Short-term Key) no CS. A SK atua na coordenação com a BAK, em que a SK é

18/31 decriptografada no receptor usando a BAK. O CS provê informações adicionais de criptografia, tal como informações de chave atualizadas ou uma SK atual no tempo

t4 . Observa-se que o CS provê estas informações periodicamente à MS para assegurar a segurança continua do broadcast. No tempo t5 a MS recebe o conteúdo de broadcast a partir do CS. Observa-se que modalidades alternativas podem incorporar métodos de compressão e de descompressão alternativos que provêem transmissão eficiente das informações de cabeçalho. Adicionalmente, modalidades alternativas podem implementar uma variedade de esquemas de segurança para proteger o conteúdo de broadcast. As modalidades alternativas ainda podem prover um serviço broadcast não seguro. A MS usa as informações criptografadas, tal como a SK, para decriptografar e exibir conteúdo de broadcast.

Compressão

De acordo com a modalidade exemplar, o conteúdo de broadcast é transmitido em um canal de broadcast 20 dedicado. A camada de transporte provê overhead de criptografia para portar conteúdo de broadcast em pacotes

IP. O sistema suporta compressão de dados e especificamente compressão de cabeçalho. A decisão para comprimir dados depende da vazão média requerida (compreendendo overhead de 25 transporte / criptografia, overhead da camada de enlace de dados e overhead da camada física) e percepção do usuário da qualidade de broadcast. O overhead é reduzido ao portar mais conteúdo de broadcast em cada pacote IP e assim a largura de banda do canal de broadcast é reduzida. Em 30 contraste, a compressão aumenta a Taxa de Erros de Pacotes (PER - Packet Error Rate) que afeta a percepção do usuário. Isto ocorre devido à transmissão de cada pacote IP longo que atravessa quadros de múltiplas camadas físicas e portanto é associado a aumentos na Taxa de Erros de Quadros

19/31 (FER - Frame Error Rate) . Caso uma portadora decida usar pacotes IP pequenos para melhorar a qualidade de broadcast, a portadora pode escolher compressão de cabeçalho para reduzir o overhead de transporte e criptografia do pacote 5 IP.

Os protocolos RTP/UDP/IP são usados para transportar conteúdo de broadcast a partir do CS para a MS e o conteúdo é protegido pela carga útil de segurança de encapsulação (ESP - Encapsulation Security Payload) no modo

de transporte. O overhead de transporte é o cabeçalho RTP/UDP/IP e possui 40 bytes por dados em pacotes IP. O overhead de criptografia está na forma de cabeçalho ESP,

Vetor de Inicialização (IV

Initialization Vector) e trailer ESP.

O cabeçalho ESP e ο IV são inseridos entre o cabeçalho IP e o cabeçalho UDP. O cabeçalho ESP consiste do

SPI (4 bytes) e do número de seqüência (4 bytes) . O comprimento do IV é específico para qual algoritmo de criptografia for usado. Para o algoritmo cifrado AES, o comprimento do IV é de 16 bytes. O trailer ESP é anexado ao 20 fim do datagrama UDP e consiste do enchimento, próximo cabeçalho (1 byte) e comprimento do enchimento (1 byte).

Uma vez gue o tamanho do bloco cifrado do algoritmo AES é de 16 bytes, o tamanho do enchimento varia de 0 a 15 bytes. Aplicando-se a função teto (ceiling) do tamanho de 25 enchimento médio obtém-se 8 bytes. Para um pacote IP o overhead total devido ao transporte e à criptografia varia de 66 a 81 bytes com a média de 74 bytes não compreendendo o overhead da camada de enlace de dados a partir da PDSN para a MS.

A compressão de cabeçalho tal como a compressão de cabeçalho robusta (ROHC - Robust Header Compression) pode ser usada para reduzir o cabeçalho IP e o campo SPI do cabeçalho ESP de 2 4 bytes para 2 bytes. O número de seqüência do cabeçalho ESP não está comprimido, porque é usado para colocar em seqüência os pacotes comprimidos. O

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Vrt ο

IV não é comprimido, porque ele varia aleatoriamente para cada pacote. O cabeçalho UDP/RTP e o trailer ESP não podem ser comprimidos porque eles são criptografados. Consequentemente, caso a ROHC seja usada para comprimir o 5 cabeçalho IP/ESP, o overhead médio devido ao transporte e criptografia é reduzido de 74 bytes para 52 bytes por pacote IP.

De acordo com a modalidade exemplar, a compressão de cabeçalho, tal como a compressão de cabeçalho robusta 10 (ROHC) , é aplicada para evitar a propagação de erros de descompressão. Como ilustrado na Figura 7, as informações de cabeçalho são comprimidas de 24 bytes até 2 bytes. O cabeçalho 500 inclui um cabeçalho IP 502 e uma parte SPI 504. O algoritmo de compressão obtém um resultado de 2 15 bytes após a compressão. Diferentemente da compressão de cabeçalho convencional, em que algum tipo de negociação é requerida entre a MS e a PDSN ou outro elemento de infraestrutura, a modalidade exemplar provê uma transmissão unidirecional de informações de compressão. A MS não 20 precisa requisitar as informações de compressão, isto é,

parâmetros de compressão de cabeçalho suficientes para descompressão das informações recebidas na MS. Em vez disso, a PDSN provê as informações de compressão periodicamente como ilustrado na Figura 8 . A PDSN provê as 25 informações de compressão no canal de broadcast intercalado com o conteúdo de broadcast. A provisão de informações de controle dentro de um fluxo de dados é designada como em banda, uma vez que um canal separado não é requerido. Como ilustrado, o fluxo de broadcast 600 inclui partes de 30 conteúdo de broadcast 604 e informações de descompressão, isto é, informações de compressão, 602. As informações de descompressão são providas possuindo um período T_DESCompressão·

Modalidades alternativas podem prover informações de descompressão na ocorrência de um evento predeterminado em 35 lugar de periodicamente. Como a MS não requisita as

21/31 'ΙΟ informações de descompressão, a PDSN fornece as informações com uma frequência que impede retardos no acesso do

conteúdo de broadcast. Em outras palavras, a PDSN deveria prover as informações freqüentemente, de forma que uma MS 5 possa acessar o broadcast em qualquer momento sem ter que esperar pelas informações de descompressão.

Observa-se que a ROHC pode ser operada em um modo unidirecional, em que, pacotes são enviados em apenas uma direção: a partir do compressor para o descompressor. Este 10 modo, portanto, faz a ROHC utilizável através de links em que um percurso de retorno a partir do descompressor para o compressor é indisponível ou indesejável. Antes que a MS possa descomprimir pacotes recebidos a partir do canal de broadcast, o estado do descompressor é inicializado. O 15 pacote de Inicialização e Atualização (IR) é usado para este propósito. Há duas alternativas para a inicialização da ROHC.

O assinante sintoniza no canal de broadcast e

aguarda pelos pacotes IR ROHC enviados periodicamente pelo compressor ROHC na PDSN. Pacotes IR ROHC frequentes podem ser necessários para que a MS inicie a descompressão de pacotes recebidos rapidamente. Pacotes IR ROHC frequentes podem usar muita largura de banda no canal de broadcast. Um pacote IR possui aproximadamente 30 bytes para o perfil de compressão IP/ESP. Caso um pacote IR seja enviado uma vez a cada 250 ms, o processo consome aproximadamente 1 kbps no canal de broadcast. A perda de pacotes IR através do ar retardariam adicionalmente a MS para adquirir inicialização ROHC.

Caso a descompressão ocorra fora de sincronia, devido a perda de pacote, ou erro residual no cabeçalho comprimido recebido, ou falha, etc., o erro de descompressão resultante pode propagar-se até que a descompressão seja ressincronizada ou reinicializada. Um cabeçalho comprimido ROHC contém uma verificação de

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redundância cíclica (CRC - Cyclic Redundant Check), que é calculada através do cabeçalho inteiro antes da compressão. Esta CRC permite descompressão para efetuar um reparo de contexto local que traz o contexto em sincronia (nos casos 5 de perda de pacote e erro residual). Quando a descompressão recupera-se de uma falha, os pacotes IR periódicos reinicializam efetivamente o processo de descompressão.

Camada de enlace de Dados

Um protocolo de.enquadramento de camada de enlace de dados ou protocolo de camada de transporte é aplicado entre a PDSN e a MS para delinear pacotes recebidos a partir do canal de broadcast. Fazendo referência à Figura 3, as informações na camada de transporte, identificadas como CAMADA DE ENLACE, são providas entre a PDSN e a MS. As 15 informações de enquadramento são geradas na PDSN e são providas à MS através da BS. A PDSN recebe fluxos IP a partir do CS e enquadra os fluxos IP de acordo com um protocolo de enquadramento predeterminado. Como ilustrado na modalidade exemplar, a PDSN aplica uma versão de 20 protocolo de enquadramento do controle de link de dados de alto nível (HDLC - High-Level Data Link Control) . O HDLC especificado no padrão ISO corresponde à Camada 2 da arquitetura de 7 camadas da Organização de Padrões Internacionais (ISO), em que a Camada 2 é designada como a 25 camada de enlace de dados. O protocolo HDLC busca prover movimento de dados livre de erros entre nós de rede. Para este fim, a camada HDLC é projetada para assegurar a integridade dos dados passados a uma próxima camada. Em outras palavras, o protocolo de enquadramento busca 30 reproduzir os dados recebidos exatamente como os dados foram transmitidos originalmente, sem erros, sem perda de informações, e na ordem correta.

A modalidade exemplar aplica uma versão do enquadramento HDLC que por sua vez, aplica um subconjunto

23/31 dos parâmetros definidos do HDLC. A Figura 9 ilustra uma modalidade do enquadramento HDLC, em que o quadro 700 inclui uma pluralidade de campos como definido pelo protocolo HDLC esboçado no RFC 1662. O campo 702 define um FLAG ou indicação de um inicio de quadro. O FLAG possui um comprimento de bits designado e é definido por um padrão de bits predeterminado. É conveniente aplicar o HDLC, uma vez que o HDLC é um protocolo padronizado normalmente disponível. Uma desvantagem do protocolo de enguadramento HDLC completo é o tempo de processamento requerido para gerar os quadros no transmissor e para recuperar os quadros no receptor.

Em específico, o protocolo HDLC é considerado intensivo em processamento uma vez que processamento adicional é usado para assegurar que a carga útil não inclua a mesma sequência de bits que o

FLAG.

No transmissor, caso uma sequência de

FLAG de bits seja detectada na carga útil, um caractere de escape é inserido na carga útil para identificar o

FLAG como parte da carga útil e não indicando um início de quadro.

O processo de somar um caractere de escape é designado como escapar carga útil de quadro. Um método alternativo designado como protocolo de enquadramento eficiente (Efficient Framing Protocol) que é menos intensivo em processamento que o enquadramento tipo HDLC é descrito abaixo. A Figura 9 ilustra as opções de usar enquadramento HDLC para transportar quadro PPP. Para a operação HSBS, o overhead de enquadramento tipo HDLC pode ser reduzido ao eliminar o campo que não é requerido, ou tem pouco significado e/ou provê poucas informações., para um broadcast unidirecional. Como descrito acima, o FLAG é uma sequência predeterminada de bits que indicam o início de um quadro HDLC. A modalidade exemplar incorpora um FLAG ou outro inicio de indicador de quadro 802, como ilustrado dentro do formato

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800 da Figura 10. Diferentemente do formato da Figura 9, o final de um quadro não é indicado com informações de overhead na modalidade exemplar. Como os campos endereço e controle do formato 700 possui valores estáticos, estes não 5 são incluídos no formato 800.

Continuando com a Figura 10, como o propósito do campo Protocolo 708 (Figura 9) é identificar o tipo de carga útil, tal como pacote de controle LCP, pacote ROHC, pacote IP, etc., este discriminador não é requerido para 10 operação de broadcast uma vez que todos os pacotes no canal de broadcast pertencem ao mesmo tipo. Como exemplo, se a compressão ROHC for usada para transmissão de pacotes, todos os pacotes no canal de broadcast são processados como pacotes ROHC. Os tipos de pacotes ROHC, tal como pacote IR, 15 pacote comprimido, etc., são distinguidos pelo campo Tipo de Pacote no cabeçalho de pacote ROHC. Portanto, o campo Protocolo não é incluído no formato 800. Adicionalmente, o formato 800 inclui um campo de verificação de erros 806 após a carga útil 804. O campo de verificação de erros 806 20 provê informações ao receptor para permitir ao receptor verificar erros na carga útil recebida. A modalidade exemplar incorpora uma Verificação de Soma de Quadro (FCS Frame Check Sum) que pode ser especificada como nulo, 16 bits ou 32 bits. Uma vez que um quadro HDLC pode atravessar 25 múltiplos quadros de camada física no canal de broadcast, é recomendado usar um FCS de 16 bits.

O procedimento de enchimento de octeto definido no RFC 1662 é também aplicado na modalidade exemplar, em que após a computação FCS, o transmissor HDLC no PDSN 30 examina cada byte no quadro HDLC (excluindo o FLAG) para os padrões de 0x7E e 0x7D. 0 padrão 0x7E será codificado como 0x7D e 0x5E, e o padrão 0x7D será codificado como 0x7D e 0x5D. O transmissor HDLC não codificará nenhum outro padrão. Isto significa que o Mapa de Caractere de Controle

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Assíncrono (ACCM - Async-Control-Character-Map) como definido no RFC 1662 é todo ajustado para zero.

O overhead de enquadramento HDLC é de 3 bytes mais o overhead de enchimento de octeto. Assumindo que o 5 padrão de byte seja distribuído uniformemente, o overhead de enchimento de octeto médio é de um byte por 128 bytes de quadro HDLC. Como exemplo, caso a carga útil seja de 256 bytes, o overhead de enquadramento HDLC é, na média, de 5 bytes.

A Figura 11 é um fluxograma de um método de enquadramento 900 executado no transmissor. O transmissor forma o quadro de broadcast na etapa 902 ao determinar uma parte de carga útil dos dados empacotados e gerar um início de flag (SOF - Start Of Flag) . O transmissor a seguir verifica o quadro por qualquer seqüência SOF contida na carga útil 904. Caso uma seqüência SOF seja encontrada na carqa útil, o transmissor adiciona um caractere de escape na etapa 912. Caso contrário, o transmissor anexa o SOF à carga útil na etapa 906 e provê um mecanismo de verificação de erros na etapa 908. 0 quadro é transmitido na etapa 910. O quadro transmitido possui o formato 800 da Figura 10. Modalidades alternativas podem implementar outros campos dentro do formato de enquadramento e podem incorporar qualquer forma de classificador para localizar uma seqüência SOF na carga útil.

A Figura 12 é um fluxograma de um método de desenquadramento 920 executado no receptor. O processo é iniciado após a recepção de um quadro de broadcast na etapa 922. O receptor identifica um SOF na etapa 924 e verifica 30 caracteres de escape na carga útil no losango de decisão

926. Caso um caractere de escape, ou outro identificador de seqüência SOF, seja encontrado na carga útil, o receptor remove o caractere de escape na etapa 932. Caso contrário, o receptor executa uma verificação de erros na etapa 928 e processa o quadro na etapa 930.

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Rede de Acesso

Uma topologia de rede de acesso geral para um sistema 1000 é ilustrado na Figura 13 possuindo um CS 1002, uma PDSN 1004 e dois PCF: PCF1 1006 e PCF2 1008. A Figura 5 13 inclui datagramas especificando as transmissões a partir de cada um dos elementos de infra-estrutura ilustrados no

sistema 1000. Como ilustrado, o CS 1002 prepara um pacote IP de informações e transmite o pacote em pelo menos um quadro, possuindo uma carga útil e cabeçalho interno, H1. 0 10 cabeçalho interno possui informações de fonte e de destino, em que a fonte identifica o CS 1002 e o destino identifica um grupo de assinatura. 0 CS 1002 transmite o quadro à PDSN 1004, que mapeia o grupo de assinatura de destino para assinantes individuais em um conjunto de usuários ativos.

A PDSN 1004 determina o número de usuários individuais no conjunto ativo que estão no grupo de assinatura de destino e duplica o quadro recebido a partir do CS 1002 para cada um desses usuários. A PDSN 1004 determina o(s) PCF(s) correspondendo a cada um dos usuários no grupo de assinatura. A PDSN 1004 a seguir anexa um cabeçalho externo, H2, a cada um dos quadros preparados, em

que H2 identifica um PCF. A PDSN 1004 a seguir transmite os quadros para o(s) PCF(s). A transmissão a partir da PDSN 1004 inclui a carga útil original, o cabeçalho H1 e o cabeçalho H2. Como ilustrado, a PDSN 1004 envia N quadros de transmissão ao PCF1 1006 e envia M quadros de transmissão ao PCF2 1008. Os N quadros de transmissão correspondem a N usuários no grupo de assinatura atendido pelo PCF1 1006 e ps M quadros de transmissão correspondem a 30 M usuários no grupo de assinatura atendido pelo PCF2 1008.

Neste cenário, a PDSN 1004 duplica quadros recebidos qualquer número de vezes para transmissão para os assinantes correspondentes.

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A Figura 14 ilustra uma modalidade exemplar de um sistema 1020 que possui um CS 1022 que comunica-se com PCF1 1026 e PCF2 1028 via PDSN 1024. Como ilustrado, o CS 1022 prepara um pacote IP de informações e transmite o pacote em 5 pelo menos um quadro, possuindo uma carga útil e cabeçalho interno, H1. 0 cabeçalho interno possui informações de fonte e de destino, em que a fonte identifica o CS 1022 e o destino identifica um grupo de assinatura. 0 CS 1022 transmite o guadro à PDSN 1024, em que a PDSN 1024 anexa um 10 cabeçalho externo, H2, em que H2 roteia o quadro para pelo menos um PCF. A PDSN 1024 a seguir transmite os quadros para o(s) PCF(s) . A transmissão a partir da PDSN 1024 inclui a carga útil original, o cabeçalho H1 e o cabeçalho H2. Como ilustrado, a PDSN 1024 envia um quadro de transmissão ao PCF1 1026 e envia um quadro de transmissão ao PCF2 1028. O PCF1 1026 envia um quadro de transmissão aos N usuários no grupo de assinatura. O PCF2 1028 envia um quadro de transmissão aos M usuários no grupo de assinatura.

De acordo com uma modalidade exemplar, o CS de broadcast envia pacotes IP contendo conteúdo de broadcast

criptografado a um grupo multicast identificado por um endereço IP multicast de classe D. Este endereço é usado no campo de endereço destino dos pacotes IP. Uma determinada 25 PDSN 1024 participa no roteamento multicast destes pacotes.

Após a compressão de cabeçalho, a PDSN 1024 coloca cada pacote em um quadro HDLC para transmissão. O quadro HDLC é encapsulado por um pacote de Encapsulamento de Roteamento Genérico (GRE - Generic Routing Encapsulation). O campo de 30 chave do cabeçalho do pacote GRE usa um valor especial para indicar uma conexão de portador de broadcast. O pacote GRE é anexado com o cabeçalho de pacote IP de 20 bytes possuindo um campo de endereço fonte que identifica o endereço IP do PDSN 1024, e o campo de endereço de destino usa um endereço IP multicast de ciasse D. É recomendado que

28/31 este endereço IP multicast seja diferente do usado pelo CS de broadcast. O sistema 1020 configura pelo menos uma tabela de roteamento multicast dos PCFs e PDSNs respectivos. Os pacotes entregues na conexão de broadcast são providos em seqüência; na modalidade exemplar a característica de seqüenciamento GRE é habilitada. A duplicação dos pacotes IP multicast é realizada nos roteadores capazes de multicast.

Em uma modalidade exemplar, cada PCF é acoplado adicionalmente a um BSC (não mostrado) , em que um determinado BSC pode duplicar os pacotes e os enviar a outro BSC. O encadeamento de BSCs gera melhor desempenho de soft handoff. A fixação de BSC gera melhor desempenho de soft handoff. A fixação de BSC duplica o quadro de transmissão e o envia com o mesmo registro de tempo (timestamp) para seu BSC adjacente. As informações de registro de tempo são criticas à operação de soft handoff uma vez que a estação móvel recebe quadros de transmissão de diferentes BSCs. A modalidade exemplar também é ilustrada na Figura 15, em gue a interface entre o PDSN e o PCF é identificada como uma interface IP ou nuvem IP, indicada como interface A10. A interface entre o PCF e o BSC é identificada como uma interface IP ou nuvem IP, indicada como interface A8. O BSC é a seguir acoplado ao canal de broadcast.

De acordo com uma modalidade alternativa, o serviço broadcast é enviado para todos os BSCs alcançáveis por um mesmo PCF. Considerando o caso em que o PCF1 é capaz de comunicar-se com múltiplos BSCs pela interface IP, e PCF2 é integrado com um BSC. Sob recebimento de pacotes IP receptores a partir do PCF1 do PDSN 1024, o PF1 muda o campo de endereço fonte dos pacotes IP para endereço IP PCF1 e envia os pacotes para broadcast apropriado. Os pacotes entregues no broadcast devem estar em seqüência. O roteador de multicast na interface IP (não mostrado) \2>o kXQ)

29/31 duplicará pacotes no broadcast. Sob recebimento de pacotes IP através da interface IP, os BSCs respectivos removem o cabeçalho IP/GRE e recuperam os quadros HDLC. Os BSCs a seguir enviam os quadros ao canal de broadcast através da 5 interface aérea. De modo similar, o PCF2 integrado com um

BSC recuperará quadros HDLC da interface IP e os enviará ao canal de broadcast através da interface aérea. Esta

alternativa apresenta um problema no soft-handoff, uma vez que os pacotes de broadcast enviados pelo mesmo PCF chegam 10 a BSCs diferentes de modo assíncrono causando problemas de sincronização durante o soft handoff entre BSC.

Os técnicos na área notarão que as informações e sinais podem ser representados usando-se quaisquer dentre uma diversidade de diferentes tecnologias e técnicas. Como exemplo, os dados, instruções, comandos, informações, sinais, bits, símbolos mencionados por representados eletromagnéticas, toda por campos

e chips que possam ter sido a descrição acima podem ser tensões, correntes, ondas ou partículas magnéticas, campos quaisquer combinações de tais.

Os técnicos na área notarão ou partículas ópticas, ou diversos exemplos de blocos lógicos, adicionalmente que módulos, circuitos os etapas de algoritmos descritos modalidades aqui descritas podem ser de hardware eletrônico, software em conexão com as implementados na forma de computador, ou combinações de tais. Para ilustrar intercambialidade de hardware e software, claramente tal diversos exemplos de componentes, blocos, módulos, circuitos e etapas foram acima descritos de um modo geral em termos de sua funcionalidade. Se tal funcionalidade é implementada na forma de um hardware ou software depende da aplicação específica e restrições de projeto impostas ao sistema como um todo. Os técnicos na área podem implementar a funcionalidade descrita de diversas formas para cada aplicação específica, porém tais decisões de implementação

30/31 não devem ser interpretadas como um afastamento do escopo da presente invenção.

Os diversos exemplos de blocos lógicos, módulos e circuitos aqui descritos em conexão com as modalidades aqui apresentadas podem ser implementados ou efetivados por meio de um processador de propósito geral, um processador de sinais digitais (DSP), um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), um arranjo de portas programáveis em campo (FPGA) ou outros dispositivos lógicos programáveis, portas discretas ou lógica de transistores, componentes de hardware discretos, ou quaisquer combinações de tais projetadas para efetuar as funções aqui descritas. Um processador de propósito geral pode ser um microprocessador, porém como alternativa, o processador pode ser qualquer processador, controlador, microcontrolador, ou máquina de estados convencionais. Um processador também pode ser implementado na forma de uma combinação de dispositivos de computação, por exemplo, uma combinação de um DSP e um microprocessador, uma pluralidade de microprocessadores, um ou mais microprocessadores em conjunto com um núcleo DSP, ou qualquer outra configuração similar.

As etapas de um método ou algoritmo descritos em conexão com as modalidades aqui apresentadas podem ser efetivadas diretamente em hardware, em um módulo de software executado por um processador, ou em uma combinação de ambos. Um módulo de software pode residir em uma memória RAM, memória flash, memória ROM, memória EPROM, memória EEPROM, registradores, disco rígido, um disco removível, um CD-ROM, ou qualquer outra forma de meio de armazenamento conhecido pelos técnicos na área. Um meio de armazenamento exemplar é acoplado ao processador de tal forma que o processador possa ler informações provenientes do, e gravar informações no, meio de armazenamento. Como alternativa, o meio de armazenamento pode estar integrado ao processador.

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Ο processador e o meio de armazenamento podem residir em um ASIC. 0 ASIC pode residir em um terminal de usuário. Como alternativa, o processador e o meio de armazenamento podem residir na forma de componentes discretos em um terminal de 5 usuário.

A descrição acima das modalidades preferidas é provida para permitir que os técnicos na área efetivem ou façam uso da presente invenção. As diversas modificações dessas modalidades ficarão prontamente claras para os 10 técnicos na área e os princípios genéricos aqui definidos podem ser aplicados a outras modalidades sem o afastamento do espírito ou escopo da invenção. Dessa forma, a presente invenção não deve ser limitada às modalidades aqui apresentadas, devendo receber o escopo mais amplo, 15 consistente com os princípios e características de novidade aqui descritos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para processar pacotes de protocolo Internet em um sistema de transmissão sem fio suportando transmissões broadcast, caracterizado pelo fato de compreende as etapas de:

receber um primeiro quadro de transmissão possuindo um cabeçalho interno H1 que identifica origem e destino do primeiro quadro de transmissão, sendo que o destino identifica um grupo de assinaturas de múltiplos usuários;

aplicar um cabeçalho externo H2 ao primeiro quadro de transmissão e ao cabeçalho interno Hl, o cabeçalho externo H2 identificando um destino de grupo multicast para o primeiro quadro de transmissão, sendo que o destino de grupo multicast especifica pelo menos uma função de controle de pacote (PFC), correspondente a um ou mais usuários do grupo de assinaturas, que emite pacotes a partir de um nó servidor de dados em pacote para uma estação base (104); e transmitir o primeiro quadro de transmissão com o cabeçalho externo H2 e cabeçalho interno Hl para o grupo multicast.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro quadro de transmissão é parte de um fluxo de informações de broadcast, e em que o grupo de assinaturas consiste em

assinantes para o fluxo de informações de broadcast.

3. Elemento de infra-estrutura (1024) para processamento de pacotes de protocolo Internet em um sistema de transmissão sem fio suportando transmissões broadcast, caracterizado pelo fato de que compreende:

dispositivos para receber um primeiro quadro de transmissão possuindo um cabeçalho interno Hl identificando origem e destino do primeiro quadro de transmissão, sendo

Petição 870160026760, de 08/06/2016, pág. 8/13
2/3 que o destino identifica um grupo de assinaturas de múltiplos usuários;

dispositivos para aplicar um cabeçalho externo H2 ao primeiro quadro de transmissão e ao cabeçalho interno Hl, o cabeçalho externo H2 identificando um destino de grupo multicast para o primeiro quadro de transmissão, sendo que o destino de grupo multicast especifica pelo menos uma função de controle de pacote (PFC), correspondente a um ou mais usuários do grupo de assinaturas, que emite pacotes a partir de um nó servidor de dados em pacote para uma estação base (104); e dispositivos para transmitir o primeiro quadro de transmissão com o cabeçalho externo H2 e cabeçalho interno Hl para o grupo multicast.

4. Sinal de comunicação transmitido por uma onda portadora possuindo uma pluralidade de quadros de transmissão, em um sistema de comunicação sem fio suportando um serviço broadcast, caracterizado pelo fato de que cada um dentre a pluralidade de quadros de transmissão compreende:

uma carga útil (406, 412) de conteúdo broadcast;

um cabeçalho interno Hl identificando uma origem e um destino da carga útil, sendo que o destino identifica um grupo de assinaturas de múltiplos usuários; e um cabeçalho externo H2 identificando um destino de grupo multicast para a carga útil, sendo que o destino de grupo multicast especifica pelo menos uma função de controle de pacote (PCF), correspondente a um ou mais usuários do grupo de assinaturas, que emite pacotes a partir de um nó servidor de dados em pacote para uma estação base (104).

5. Elemento de infra-estrutura para processamento de pacotes de protocolo Internet em um sistema de transmissão sem fio suportando transmissões broadcast, caracterizado pelo fato de que compreende:

Petição 870160026760, de 08/06/2016, pág. 9/13
3/3 dispositivos para receber um primeiro quadro de transmissão, o primeiro quadro de transmissão possuindo:

um cabeçalho interno H1 identificando origem e destino do primeiro quadro de transmissão, sendo que o destino identifica um grupo de assinaturas de múltiplos usuários; e destino de transmissão, um cabeçalho grupo multicast sendo que o especifica pelo menos uma externo para o destino função de

H2 identificando um primeiro de grupo controle quadro de multicast de pacote (PCF), correspondente a um assinaturas, que emite ou mais usuários do grupo de de um nó servidor pacotes a partir de dados em pacote para uma estação base (104) outros primeiro dispositivos elementos de para determinar infra-estrutura um que quadro de transmissão com base conjunto de solicitam o no cabeçalho externo H2;

dispositivos para criar um quadro de transmissão duplicado a partir do primeiro quadro de transmissão; e dispositivos para enviar o quadro de transmissão duplicado ao conjunto de outros elementos de infraestrutura.