CN101669331A - 在宽带无线接入网络中定位内容 - Google Patents

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Abstract

在一些实施例中，每个区域中，WiMAX网络仅使用一个多播连接标识符。因为移动台不需要查询基站以获得关于如何在WiMAX多播中定位期望信道的正确信息，所以这样做可以节省功率。取而代之的是，移动台可以维持不需要进行发送而只接收信息的低功耗模式。这是因为移动台具有它所需要的关于哪些信道可用的所有信息并且可以使用逻辑媒体信道标识符来简单地调谐到适合的信道来接收期望内容，而不需要向基站发送消息以识别正确信道。

Description

在宽带无线接入网络中定位内容
技术领域
本发明总体上涉及宽带无线接入网络。
背景技术
宽带无线接入网络可以用于发送当前由电视广播和互联网提供的节目内容。已经提出了用于这种分发的标准。参照IEEE 802.16 IEEE信息技术标准-Telecommunications and Information Exchange Between Systems-Metropolitan Area Networks-Specific Requirements，Part 16，Air Interface forFixed Broadband Wireless Access Systems，IEEE New York，New York，May，2005(″WiMAX Standard″)。
在固定的宽带无线接入***——通常称为WiMAX(微波接入全球互操作)中，基站可以将内容提供给一个或多个移动台。移动台可以从一个区域移动到另一个区域，并因此可以与每个区域中的不同的基站进行无线通信。
为了接收期望的内容，需要一种用于标识特定信道的***。传统上，WiMAX可以提供多个内容信道。将一种标识符称为介质访问控制多播连接标识符或MCID。MCID标识到基站上的介质访问控制层的连接，以允许移动台接收特定的内容。由于使用用于连接标识符数据的极大字段所占据的带宽，所以传统的***中可用的连接标识符的数量受到一定的限制。传统上，上述WiMAX标准中，可以使用16比特来提供65536个连接标识符，包括单播连接标识符和MCID。
为了提高***的可扩展性，还可以使用逻辑信道标识符。因此，多个不同的信道(例如，256个信道)可以由逻辑信道标识符来标识。
因此，传统的WiMAX分发***中，可以通过空中接口将视频节目形式的内容和类互联网内容分发到移动用户，其可以持续地接收期望内容的同时从一个区域移动到另一个区域。移动台可以使用各种标识符来标识其期望接收的内容。
附图说明
图1示出了根据本发明的一些实施例的宽带无线接入网络；
图2是根据本发明的一个实施例的一种情况的呼叫流；和
图3是根据本发明的一个实施例的另一种情况的呼叫流。
具体实施方式
为了从内容供应商向移动台多播内容，每个多播广播服务区域可以使用单个多播连接标识符(MCID)。这种内容标识符可以标识可以进行访问以接收内容的介质访问控制(MAC)层连接。然而，可以通过使用逻辑介质信道标识符来便于实现从各种不同的内容供应之间进行选择的能力。在一个实施例中，逻辑介质信道标识符可以由核心网络来提供，例如在一个实施例中核心网络可以是核心服务网络(CSN)，而在一个实施例中，单个多播连接标识符或MCID可以由接入网络(例如接入服务网络(ASN))来提供。以这种方式，从知晓哪些信道是可用的源提供逻辑介质信道标识符，并且从尽量靠近实际空中接口的源来提供连接标识符。这种分配方案可以减少空中接口上的信令业务量。此外，在一个实施例中，通过使每个区域仅具有一个多播连接标识符，移动台功耗可以减少，因为在空闲模式中监听广播/多播传输的移动台不再需要发送查询以获取正确连接标识符。最初，可以将逻辑介质信道标识符形式的多播连接标识符提供给移动台，其之后不需要用对连接标识符有关信息的请求来干扰空中接口。移动台可以进入低功耗模式，称为空闲模式，其中它们仅接收信息(并且不发送信息)。由于移动台已经具有所有的逻辑信道标识符，所以它们不需要退出空闲模式以联系基站用于获取标识符，而这是使用多播连接标识符的情况。因此，移动台可以维持自身于低功耗模式中，而不需要发送查询以获得适合的标识符。
图1示出根据本发明的一些实施例的宽带无线接入网络。无线接入网络100包括核心网络-例如核心服务网络(CSN)110，以及接入网络-例如接入服务网络(ASN)120。ASN包括将无线电接入提供给WiMAX用户所需的网络功能的完整组，ASN构成移动台(MS)所附连的网络并且包括基站(BS)和接入路由器(未示出)。CSN提供到互联网的连接并且提供了策略功能或认证、授权和记账服务。
此外，无线接入网络100可以从一个或多个内容服务器112接收内容并且可以将内容提供给一个或多个移动台(MS)102。ASN 120可以包括一个或多个网关(GW)108和多个基站(BS)104，如BS1到BS9所示。CSN 110可以包括策略功能(PF)或认证、授权、记账(AAA)(PF/AAA)服务器111，其可以处理对接入的请求等。CSN 110的AAA服务器111可以包括用于授权移动台102接收多播广播服务的策略功能(PF)。
根据实施例，网关108可以包括多播广播服务控制器(MBSC)118。MBSC 118可以创建一个或多个多播广播服务(MBS)区域106，并且每个MBS区域106可以包括多个基站104。MBSC 118可以通过建立特定的时间和频率参数来创建MBS区域106，用于向特定MBS区域106内的移动台102同时多播下行链路传输。在一些实施例中，基站104可以包括MBS代理(MBSA)114，其用于使得和/或指示基站104在下行链路子帧的MBS区域内同步地发送相同的内容。相同的MBS区域可以包括多播连接标识符(CID)所标识的多播广播内容。CSN 110还可以包括MBS服务器和代理(proxy)第一跳互联网组管理协议(IGMP)客户端113。参考Internet GroupManagement Protocol，Version 3，Network Working Group，Request forComments 3376，October，2002。
在一些实施例中，CSN 110还可以包括会话描述协议(SDP)代理。在一些实施例中，移动台102可以使用SDP原语来联系SDP代理并浏览CSN110内的多播会话目录的当前内容，但本发明的范围在这方面不受限制。
在一些实施例中，无线接入网络100可以作为单频网络(SFN)来操作。在这些实施例中，公共MBS区域106的基站104可以使它们的下行链路和/或上行链路子帧在时间和频率上同步，允许移动台102在无需在MBS区域内执行移交操作的情况下从特定的MBS区域106的任意基站104接收多播广播内容。在一些实施例中，移动台102可以利用同时地从MBS区域106的多于一个基站104接收信号而实现分集增益，其可以在移动台102处实现提高的信噪比(SNR)。在这些实施例中，可以在下行链路子帧的相同的MBS区域内提供多播广播内容，允许移动台102从MBS区域106的任意一个或多个基站104接收广播内容。
在一些可选实施例中，MBS区域106之外的一个或多个非单频网络(非SFN)基站(未示出)可以非同步地发送多播数据，但本发明的范围在这方面不受限制。在这些实施例中，每个基站104可以独立地工作。
MBSC 118可以是ASN内的独立实体。根据实施例，MBSC 118可以对其控制的MBS区域106中的广播数据执行聚合、传输、调度和同步。MBSC 118还可以创建MBS区域、删除MBS区域和修改存在的MBS区域的属性。
如图1所示，MBSA 114位于基站104中。如上所述，MBSA 114可以通过空中接口330以同步的方式向移动台102发送MBS内容，并且可以帮助MBSC 118进行管理和控制操作。
内容服务器112可以提供广播内容并且可以位于CSN 110、互联网协议(IP)多媒体子***(IMS)网络312和/或互联网314中。广播内容可以包括，诸如音乐和/或视频流，但本发明的范围并不限于此。在一些实施例中，内容服务器112可以将MBS内容馈送到MBS服务器和代理IGMP客户端113，其可以作为用于在无线接入网络(例如无线接入网络100(图1))内进一步的下行链路传输的焦点。在一些实施例中，MBSC 118可以与MBS区域106的MBSA 114协作以确保MBS区域106内的多播广播内容的时间和频率同步。
在一些实施例中，多个内容服务器112可以将多个广播信道馈送到单个MBS区域。在一些实施例中，MBS服务器113可以以即时方式将内容聚合并且将聚合的内容馈送到ASN网关108。如图1所示，ASN网关108可以与其它ASN网关(例如ASN网关308)进行交互。
在一些实施例中，MBSC可以位于在CSN 110内而不是ASN 120内(图1)。在一些实施例中，CSN 110内的MBSC可以控制更大的MBS区域，例如用于国家电视节目的全国范围的大区域。以这种方式，使MBSC位于运营商网络的核心服务网络部分中可具有更大的可扩展性并且更有效率。
代理IGMP框架113在不真正需要用户设备处的IGMP的情况下提供了IGMP的所有益处。一般而言，IGMP向多个用户告知如何注册多播会话。代理IGMP框架113可以针对所有类别的设备工作，其包括本身不具有IGMP栈的设备组。在一些实施例中，可以不需要用于IGMP信令的差错链路资源。代理IGMP框架113在不进行很多改变的情况下可以工作于SFN和非SFN两种操作模式下。
多个BS MBS允许MS使用CSN中MBS服务器上存储的列表来浏览当前的多播会话。针对SFN，会话目录包含来自运营商的预配置的MBS列表。MS可以在预配(provisioniong)阶段或注册阶段期间得知MBS服务器113的IP地址和/或通用资源标识符(URI)。MS可以使用简单的接口(例如，HTTP)来访问MBS服务器，然后浏览目录列表。浏览目录服务器之后，MS可以希望加入目前打开的多播会话的任意一个。MS向MBS服务器指示它希望加入的会话。
通过显式地用信号通知BS:MS要终止其MBS会话或使用介质访问控制消息来关闭，MS可以离开多播会话。BS还可以发起资源清除。可选地，MS连接到MBS服务器并且指示切换到其它一些MBS信道的偏好。然后，MBS服务器可以发起对资源的清理。
在单个BS MBS中，不期望MS与IGMP相兼容。位于CSN中的代理IGMP客户端作为代表MS的IGMP客户端。多播源可以在互联网或运营商的网络中的任意地方。MBS服务器113作为WiMAX CSN中的会话目录。针对IP多播情况，MBS服务器可以监听多播通知信道上的互联网多播通知或可以具有来自运营商的预配置的MBS列表。MBS服务器缓存互联网或运营商的网络中目前打开的多播会话、其拥有者、其持续时间、开始时间等有关的信息。
参照图1，在一些实施例中，无线接入网络100可以使用IP多播技术作为其SFN操作的一部分。在一些实施例中，MBSC 118可以是IP多播组的一部分并且可以从IP多播组接收广播内容。
在一些实施例中，可以在MBS区域106内使用IP多播。在这些实施例中，针对每个MBS区域106，MBSC 118可以建立本地IP多播组以发送多播广播内容。在这些实施例中，MBSC 118可以使用下文描述的MBS原语向MBSA 114提供MBS区域106的多播IP地址。这些MBS原语可以包括请求(REQ)、响应(RSP)和确认(CNF)。
MBS原语的一些实例包括：MBS-join-REQ，可以从MBSC发送到MBSA；MBS-join-RSP，可以从MBSA发送到MBSC；MBS-join-CNF，可以从MBSC发送到MBSA；MBS-leave-REQ，可以从MBSA发送到MBSC；MBS-leave-RSP，可以从MBSC发送到MBSA；MBS-modify-REQ，可以从MBSC发送到MBSA并且反之亦然；MBS-modify-RSP，可以从MBSC发送到MBSA并且反之亦然。
MBSC 118执行的用于MBS控制路径的MBS操作可以包括MBS区域创建、删除，和/或变形。此外，作为MBS操作的一部分，在移动台加入时，MBSA可以加入MBS区域，并且在移动台离开时，MBSA可以离开MBS区域。
参照图1，在一些实施例中，基站104和移动台102可以通过多载波通信信道来传输正交频分复用(OFDM)通信信号。多载波通信信道可以处于预定的频谱内并且可以包括多个正交的子载波。在一些实施例中，多载波信号可以由小间距的OFDM子载波来限定。在一些无线接入网络实施例中，基站104和移动台102可以根据多址技术(例如OFDM)来进行通信，但本发明在这方面不受限制。在一些实施例中，无线接入网络100可以包括宽带无线接入(BWA)网络，例如微波接入全球互操作(WiMax)网络，但本发明并不限于此。
在一些实施例中，移动台102可以是便携式无线通信设备的一部分，诸如：个人数字助理(PDA)、具有无线通信能力的膝上型计算机或便携式计算机、网络板(tablet)、无线电话、无线耳机、寻呼机、即时通信设备、数码相机、接入点、电视、医疗设备(例如，心率监视器、血压监视器等)，或可以无线地接收和/或发送信息的其它设备。
在一些实施例中，在基站104与移动台102之间的通信信号的频谱可以包括2GHz到11GHz之间的频率，但本发明的范围在这方面不受限制。
多播连接标识符(MCID)唯一地标识到介质访问控制(MAC)层的连接。可以根据ASN或CSN来分配MCID。在一个实施例中，可以分配MCID并从CSN 110中的MBS服务器113将其推送到MS。在另一个实施例中，MCID可以由MBS控制器118来分配并且通过MBS服务器将其推送到MS。在另一个实施例中，MCID可以被分配并且从MBS控制器118直接将其推到MS。
参照图2，从以下情况开始：已对MCID进行分配并且从在CSN 110中的MBS服务器113将其推送到MS。在512处，作为MS与MBS服务器113之间的超文本传输协议(HTTP)会话的一部分，将MCID从MBS服务器113发送到MS 102。
在500处，MS 102与BS 104建立数据MCID。在502处，MS使用例如超文本传输协议来浏览目前“打开”的会话，并且指示其加入MBS信道的偏好。在504处，接入请求发生在MBS服务器/代理IGMP客户端113与访问-策略功能/认证、授权和记账服务器(V-PF/AAA)411之间。访问PF/AAA是在移动时MS所使用的AAA，其不同于MS通常使用的内部-策略功能(PF)/AAA。在506处，将请求转发到内部-策略功能/认证、授权、记账服务器(H-PF/AAA)413。
在508处，将服务质量参数和接入接受返回，并且在510处，将它们返回到MBS服务器113。然后，在512处，MS下载区域中的MBS信道和关联的CID。因此，如514处所示，在IGMP路由器118的第一跳中，在IP多播地址上，将MBS内容发送到服务器113。然后，在516处，在IP多播地址上，将内容发送到MBS代理/基站，最后，如518处所示，在多播CID上，将MBS内容发送到MS。
在第二情况中，再次参照图2，其中，由MBS控制器分配MCID并且通过MBS服务器将其推送给MS，在512处，将MCID作为确保MS与MBS服务器之间的超文本传输协议会话的一部分，从MBS服务器将MCID发送给MS。然而，MBS控制器118进行MCID分配并且在分配MCID后立即将分配的CID传送给MBS服务器。一旦MCID由MBS服务器所接收，MBS服务器将它们存储并且将它们传送给MS。MBS控制器118可以周期性地或仅在改变时更新MBS服务器中的MCID分配。
最后，在图3中示出了第三种情况的流程，在这种情况下，已分配了MCID并且从MBS控制器将其直接推送到MS。在600处，MS与BS建立数据MCID。在602处，MS浏览当前“打开”的会话，并且指示其信道偏好。在604处，从MBS服务器113将接入请求转发到V-PF/AAA 411。V-PF/AAA 413将请求转发到H-PF/AAA 413。将接入接受和QOS参数608返回到V-PF/AAA 411，然后在610处，经由MBS服务器113将其传送到MBS控制器118，或者在612处，传送到ASN 120。对MCID进行分配并且使用介质访问控制消息动态服务增加请求消息(DSA-REQ)618和动态服务增加响应消息(DSA-RSP)616将MCID从MBS控制器118发送到MS。MBS控制器118发送CID到MS的触发来自于“接入-接受”612或从MBS服务器113到MBS控制器118的类似消息，其指示已经认证并且授权用户进行MBS服务。MBS控制器118将无线电资源响应614发送给基站MBS代理114。
相同处理可以用于对所有订购的用户的静态统一费用广播服务和针对多播组中用户的选定组的动态多播。每个多播CID可以包括多个MBS内容标识符服务类型-长度类型值(TLV)(每个内容的ID TLV映射到逻辑介质信道ID，其类似于例如视频信道或TV信道)。
由于MBS内容ID TLV是具有视频/MBS流特性的应用层，所以它是由MBS服务器分配的。一旦由MBS服务器来分配，那么在已分配MCID并且从MBS服务器将其推送到MS或由MBS控制器进行分配MCID并且通过MBS服务器来对MCID进行获取的情况下，MBS服务器将MBS内容连同多播CID发送给MS，这作为图2中步骤502的一部分。其中，已分配MCID并且从MBS控制器直接地将MCID推送到MS，每当新创建/修改TLV或每当MS加入MBS服务，MBS服务器将MBS内容TLV发送给MBS控制器。MBS控制器相应地将下游无线电资源响应(RR-RSP)消息614发往基站，该基站将DSA-RSP消息616上的内容ID的TLV发往MS，如在图3中所示。
在622处，可以将MBS内容622发送到MBS服务器113的IP多播地址上。在624处，在IP多播地址上，将内容从服务器发送到MBS代理114。最后，在626处，在多播CID上，内容从基站104到达MS 102。
MS得到MCID和内容ID TLV，其包含多播CID内的MBS逻辑介质信道的ID。在多个BS MBS的情况下，每个MBS区域由多个BS构成，其在时间和频率上对其相同内容的传输进行同步。在这种情况下，在空闲模式和非空闲模式两者中，在不与在uplengths中的网络交互的情况下，MS能够在MBS区域内自由地移动、监听MBS传输且能切换MBS信道。
在一个实施例中，每个MBS区域可以仅使用一个多播CID。当MS加入到该区域中的MBS传输时，包含多播CID内的多个逻辑介质信道的多播CID和关联的MBS内容ID TLV对MS可用。在一个实施例中，作为MBS内容ID的一部分的每个逻辑介质信道ID可以是8比特长，其意味着多播CID可以承载MBS区域中的256个MBS信道。因为MS具有MBS区域的所有逻辑介质信道ID，所以它现在可以不考虑其处于空闲(低功耗)或非空闲模式而容易地切换信道。使用区域内的相同多播CID还可以加速非SFN网络中进行MBS传输的MS的重新同步的过程。
可以以硬件、固件和软件中的一个或组合来实现本发明的一些实施例。本发明的一些实施例还可以实现为存储于机器可读介质上的指令，其可以由至少一个处理器来读取并且执行从而执行本文所描述的操作。机器可读介质可以包括用于存储或发送机器(例如，计算机)可读取的形式的信息的任何机制。例如，机器可读介质可以包括：只读存储器(ROM)、随机存储存储器(RAM)、磁盘存储介质、光存储介质、闪存存储设备、所传播信号的电子的、光学的、声音的或其它形式(例如，载波、红外信号、数字信号等)和其它。
在上述的详细说明中，为了使得本公开流畅，在单个实施例中，会偶尔地将各种特征组合在一起。公开的方法不应解释为反映了其要求保护主题的实施例需要每个权利要求中明确指出的特征之外的更多特征的发明。相反，如以下权利要求所反映的，本发明可以具有比单个公开的实施例的所有特征更少的特征。因此，将下述权利要求并入到详细说明中，其中，每个权利要求本身作为独立的优选实施例。

Claims (26)

1、一种方法，包括：
使得宽带无线接入网络中的移动台在所述移动台处于空闲模式时能够接入多个内容信道中所选择的一个内容信道。
2、根据权利要求1所述的方法，包括：对于每个多播广播服务区域中的移动台仅分配一个多播连接标识符，其中将该多播连接标识符提供给移动台。
3、根据权利要求2所述的方法，包括：从接入网络分配多播连接标识符。
4、根据权利要求3所述的方法，包括：从接入服务网络分配所述标识符。
5、根据权利要求4所述的方法，包括：使用多播广播服务控制器来分配所述标识符。
6、根据权利要求2所述的方法，包括：从核心网络分配多播连接标识符。
7、根据权利要求6所述的方法，包括：从核心服务网络分配多播连接标识符。
8、根据权利要求7所述的方法，包括：使用多播广播服务服务器来分配多播连接标识符。
9、根据权利要求2所述的方法，包括：从核心网络分配逻辑信道标识符。
10、根据权利要求9所述的方法，包括：使用内容标识符服务类型-长度类型值作为逻辑信道标识符。
11、根据权利要求2所述的方法，包括：使用核心服务网络中的代理互联网组管理协议客户端来使得移动台能够注册进行多播会话。
12、一种宽带无线接入网络，包括：
多播广播服务控制器；
接入网络网关；以及
所述网络使得移动台在不进行传输的情况下能够选择多个信道中的一个信道。
13、根据权利要求12所述的网络，所述控制器用于：对每个多播广播服务区域中的移动台仅分配一个多播连接标识符。
14、根据权利要求12所述的网络，其中，所述控制器用于：使得所述移动台在所述移动台处于空闲模式时能够选择信道。
15、根据权利要求13所述的网络，其中，所述网络是接入服务网络。
16、一种核心网络，包括：
多播广播服务服务器；
认证、授权、记账服务器；以及
所述网络，用于分配逻辑信道标识符。
17、根据权利要求16所述的网络，所述网络用于分配多播连接标识符。
18、根据权利要求16所述的网络，所述网络是核心服务网络。
19、根据权利要求16所述的网络，包括：代理互联网组管理协议客户端，用于使得移动台能够注册进行多播会话。
20、一种***，包括：
核心网络，其包括认证、授权、记账服务器；
接入网络，耦合到所述核心网络，所述接入网络包括多播广播服务控制器；以及
所述***，用于使得移动台在不需要进行传输的情况下能够选择信道。
21、根据权利要求20所述的***，所述控制器用于：对每个多播广播服务区域中的移动台仅分配一个多播连接标识符。
22、根据权利要求20所述的***，其中，所述控制器用于：使得所述移动台在所述移动台处于空闲模式时能够选择信道。
23、根据权利要求21所述的***，其中，所述接入网络是接入服务网络。
24、根据权利要求20所述的***，所述接入网络用于分配多播连接标识符。
25、根据权利要求20所述的***，所述核心网络是核心服务网络。
26、根据权利要求20所述的***，所述核心网络包括：代理互联网组管理协议客户端，用于使得移动台能够注册进行多播会话。
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