BRPI0208431B1

BRPI0208431B1 - Método e equipamento para enquadramento de transmissão em um sistema de comunicações sem fio

Info

Publication number: BRPI0208431B1
Application number: BRPI0208431-7A
Authority: BR
Inventors: Raymond T. Hsu
Original assignee: Qualcomm Incorporated
Priority date: 2001-03-28
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2019-02-12
Also published as: JP2005509310A; ES2770179T3; KR100894232B1; JP2009219127A; KR20030088049A; BR0208431A; CA2442378A1; JP2013255245A; US9100457B2; AU2002252545A1; CN101835198A; WO2002080488A3; EP2209247A1; MXPA03008871A; JP5738932B2; CN101835198B; WO2002080488A2; CN1524368A; EP2209247B1; EP1389386A2

Abstract

"método e equipamento para enquadramento de transmissão em um sistema de comunicação sem fio". método e equipamento para enquadramento em um sistema de transmissão sem fio suportando transmissões de broadcast. um formato de enquadramento incorpora campos específicos para uma transmissão unidirecional e reduz o overhead do sistema. uma modalidade emprega uma versão do hdlc possuindo um início de campo de frame e um mecanismo de verificação de erros anexado ao payload de cada frame, em que informações de protocolo não são transmitidas com cada frame individual.

Description

MÉTODO E EQUIPAMENTO PARA ENQUADRAMENTO DE

TRANSMISSÃO EM UM SISTEMA DE COMUNICAÇÃO SEM FIO

FUNDAMENTOS

Reivindicação de Prioridade sob o 35 U.S.C. §120 · O presente depósito de patente reivindica prioridade do depósito provisório americano No. 60/279.970, depositado em 28 de março de 2001, de propriedade do Requerente da presente invenção e aqui expressamente incorporado por referência.

Referência a Depósitos de Patente Co-pendentes

A presente invenção está relacionada aos seguintes depósitos 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 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 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 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

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presente invenção e aqui expressamente incorporado por referência;

Method and Apparatus for Header Compression in a Wireless Communication System por Raymond Hsu, possuindo 5 Registro Legal No. 010500, depositado concomitantemente a este e de propriedade da Requerente da presente invenção e aqui expressamente incorporado por referência;

Method and Apparatus for Data Transport in a Wireless Communication System por Raymond Hsu, possuindo 10 Registro Legal No. 010499, depositado concomitantemente a este e de propriedade da Requerente da presente invenção e aqui expressamente incorporado por referência;

CAMPO

A presente invenção refere-se de modo geral a 15 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.

HISTÓRICO

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 25 banda é a principal preocupação da maioria dos projetistas.

A transmissão de protocolos e métodos de preparação de dados utilizados para uma comunicação bidirecional pode não ser ótima para um serviço unidirecional, tal como um serviço de broadcast, em que a 30 comunicação bidirecional requer informações não utilizadas na transmissão unidade-direcional. Então, existe uma demanda por um método eficiente e acurado de transmissão unidirecional em um sistema de comunicação sem fio.

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RESUMO

As modalidades aqui descritas atendem à demanda acima mencionada ao prover um método para enquadrar pacotes de dados em um sistema de processamento de dados.

Em um aspecto, um método para enquadrar pacotes em um sistema de transmissão sem fio suportando transmissões de broadcast que inclui a geração de uma parte de um pacote de protocolo Internet (IP - Internet Protocol) para transmissão, anexar um indicador de inicio de quadro à 10 parte do pacote IP, aplicar um mecanismo de verificação de erros à parte do pacote IP, preparar um quadro para transmissão, possuindo o indicador de inicio de quadro, a parte do pacote IP, e o mecanismo de verificação de erros, e transmitir o quadro sem informações de protocolo.

Em outro aspecto, um sinal de comunicação transmitido através de uma onda portadora, possuindo uma parte de carga útil correspondendo a pelo menos uma parte de um pacote de protocolo Internet (IP) de informações digitais, uma parte de inicio de quadro que corresponde à 20 parte de carga útil, e identificar um status da parte de carga útil dentro de um pacote IP> e uma parte de verificação de erros para verificar a parte de carga útil.

Em ainda outro aspecto, um método para receber pacotes em quadros em um sistema de transmissão sem fio 25 suportando transmissões de broadcast inclui receber um quadro de uma transmissão em pacotes, o quadro possuindo uma parte de inicio de quadro, uma parte de carga útil, e uma parte verificadora de erros, o quadro não incluindo informações de protocolo, identificar o quadro como um 30 quadro inicial na transmissão de pacotes, verificar o quadro utilizando a parte verificadora de erros do quadro, e processar a parte de carga útil do quadro.

Em ainda outro aspecto, um programa de computador armazenado em uma unidade de armazenamento legível por 35 computador, o programa de computador para receber pacotes

4/34 em quadros em um sistema de transmissão sem fio suportando transmissões de broadcast, o programa de computador inclui um primeiro conjunto de instruções para receber um quadro de uma transmissão de pacotes, o quadro possuindo uma parte 5 de início de quadro, uma parte de carga útil, e uma parte verificadora de de protocolo, identificar o transmissão de erros, o quadro não incluindo informações um segundo conjunto de instruções para como um quadro inicial em uma um terceiro conjunto de instruções utilizando a parte verificadora de quarto conjunto de instruções para de carga útil do quadro.

DESCRIÇÃO BREVE DOS DESENHOS

Figura 1 é um diagrama por espalhamento espectral quadro para verificar erros do quadro, parte processar a comunicação usuários.

comunicação corresponde sistema camadas serviço pacotes, quadro e um de um sistema de que suporta diversos

Figura 2 é suportando

Figura 3 é um diagrama de transmissões de blocos do sistema de broadcast.

um modelo da pilha de protocolo que a uma opção de comunicação sem

A Figura 4 de uma pilha de broadcast é uma de serviço de broadcast em um fio.

tabela de protocolo em um sistema

A Figura 5 mensagem para serviço sistema de comunicação é

de protocolos aplicada a que suporta uma opção de de comunicação sem fio.

é um fluxograma para broadcast em uma de sem um fluxo de broadcast um fluxo de topologia de

A Figura de comunicação sem

Figura . um sistema de comunicação sem fio.

Figura 8 de compressão

Figura 9 é é um mapeamento de cabeçalho em um broadcast informações de um cabeçalho.

protocolo de cabeçalho.

em um sistema compressão periódico compressão de de de

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A	Figura 10 é	um	protocolo	de	compressão	de
cabeçalho para serviço	de	broadcast	em	um sistema	de
comunicação	sem fio.
A	Figura 11 é	um	fluxograma	de	compressão	de
cabeçalho para serviço	de	broadcast	em	um sistema	de
comunicação	sem fio.
A	Figura 12 é	um fluxograma de descompressão	de
cabeçalho para serviço	de	broadcast	em	um sistema	de
comunicação	sem fio.

de acesso suportando são redes

As transmissões

Figuras 13 e 14 de broadcast.

Figuras 15 a enquadramento.

As ilustram um protocolo de

DESCRIÇÃO DETALHADA

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

otimização de um sistema consistente com

serviço de broadcast é desejável em um sistema de comunicação largura largura largura de de do sem fio para conservar um recurso critico:

banda disponível.

banda disponível sistema. Para este

A utilização eficiente impacta o desempenho e da fim, várias técnicas foram aplicadas para reduzir o tamanho de informações de overhead transmitidas com os dados ou informações de conteúdo bem como para reduzir o tamanho dos dados transmitidos. Como 30 exemplo, em uma transmissão digital, os dados são transmitidos em quadros. Os quadros podem ser parte de um pacote de dados, parte de uma mensagem de dados, ou quadros 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

6/34 de processamento que permitem ao receptor entender informações contidas no(s) quadro(s). Estas consideradas overhead, isto é, cabeçalho são processamento informações.

transmitidas junto com de informações é conteúdo

Enquanto as informações informações conteúdo de de de carga útil, tipicamente muito menor efeito cumulativo de cada cabeçalho que um determinada transmitir cabeçalhos designado coma individual carga útil, impacta

largura de banda disponível.

Uma modalidade exemplar de um sistema de comunicação sem fio emprega um método de enquadramento que reduz o tamanho do quadro enquanto satisfaz exigências de acurácia e transmissão do sistema. A modalidade exemplar suporta um serviço de broadcast unidirecional. O serviço de broadcast provê fluxos de vídeo e/ou áudio para múltiplos usuários. Os assinantes do serviço de broadcast sintonizam a um canal designado para acessar a transmissão de broadcast.

Como a exigência de largura da banda para transmissão de alta velocidade de difusões de vídeo é grande, é desejável reduzir o tamanho de qualquer overhead associado com tal transmissão de broadcast.

A discussão seguinte desenvolve a modalidade exemplar geralmente apresentando primeiro um sistema de comunicação sem fio por espalhamento espectral. A seguir, o 25 serviço de broadcast é introduzido, em que o serviço refere-se ao serviço de broadcast de alta velocidade (HSBS

High Speed Broadcast Service), e a discussão inclui designações de canal da modalidade exemplar. Um modelo de assinatura é mostrado a seguir incluindo opções para planos 30 de assinaturas pagas, assinaturas gratuitas e assinaturas híbridas, semelhantemente àqueles disponíveis atualmente para transmissões de televisão. As especificidades no acesso ao serviço de broadcast são a seguir detalhadas, apresentando a utilização de uma opção de serviço para 35 definir as especificidades de uma determinada transmissão.

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O fluxo de mensagem no sistema de broadcast é discutido com relação à topologia do sistema, isto é, elementos de infraestrutura. Finalmente, é discutida a compressão de cabeçalho utilizada na modalidade exemplar.

Observa-se que a modalidade exemplar é fornecida como um exemplo ao longo desta discussão; porém, modalidades alternativas podem incorporar vários aspectos sem afastamento do escopo da presente invenção. Especificamente, a presente invenção é aplicável a um 10 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.

Sistema de Comunicação sem fio

A modalidade exemplar emprega um sistema de comunicação sem fio por espalhamento espectral, suportando um serviço de broadcast. Os sistemas de comunicação sem fio são desenvolvidos amplamente para prover vários tipos de comunicação tais como voz, dados e assim por diante. Estes 20 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 multiple access) ou alguma outra técnica de modulação. Um sistema CDMA provê certas vantagens em relação a outros 25 tipos de sistemas, incluindo capacidade de sistema aumentada.

Um sistema pode ser projetado para suportar um ou mais padrões tal como o TIA/EIA/IS-95-B Mobile StationBase Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband 30 Spread Spectrum Cellular System designado aqui como o padrão IS-95, o padrão oferecido por um consórcio nomeado 3rd Generation Partnership Project designado aqui como 3GPP, e englobado em um conjunto de documentos incluindo os Documento Nos. 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213, 3G 35 TS 25.214 e 3G TS 25.302, designado aqui como o padrão

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W-CDMA, o padrão oferecido por um consórcio nomeado 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 5 acima são incorporados expressamente aqui por referência.

Cada padrão define especificamente o processamento de dados para transmissão a partir da estação base para a móvel, e vice-versa. Como uma modalidade exemplar a seguinte discussão considera um sistema de 10 comunicação por espalhamento espectral consistente com o padrão CDMA2000 de protocolos. As modalidades alternativas 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 diversos usuários e é capaz de implementar pelo menos alguns aspectos e modalidades da invenção. Qualquer das variedades de algoritmos e métodos podem ser utilizados para programar transmissões no sistema 20 100. 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, respectivamente. Notese que o termo estação base 104, utilizado no relatório, refere-se a estações base 104A, 104B, 104C, 104D, 104E,

104F, e 104G. O termo estação base 104 é utilizado para fins de concisão, apenas. 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 30 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 35 receptora, ou possua múltiplas antenas receptoras e uma

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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 5 Figura 1, vários terminais 106 estão espalhados ao longo do sistema. Note-se que o termo terminal 106, utilizado no relatório, refere-se a terminais 106A, 106 B, 106C, 106D,

106E, 106F e 106G,. O termo terminal 106 é utilizado para fins de concisão, apenas. Cada terminal 106 comunica10 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 Telephone System, que é de 20 propriedade da Requerente da presente invenção.

downlink, ou FL, refere-se à transmissão a partir da estação base para o terminal, e o uplink, ou RL, refere-se à transmissão a partir do terminal para a estação base. Na modalidade exemplar, alguns dos terminais 106 25 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 30 para o terminal 106C, e assim por diante.

A crescente demanda por 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 35 serviço é designado como de Alta Taxa de Dados (HDR - High

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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 5 comunicação de voz que provê um método eficiente para 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 largura de banda disponível para transmissões de rádio torna-se um recurso

crítico. Consequentemente, existe uma demanda por um método eficiente e bom de programar transmissões em um sistema de comunicação que otimize a utilização da largura de banda disponível. Na modalidade exemplar, o sistema 100 ilustrado na Figura 1 está de acordo com um sistema tipo CDMA que 15 possui serviço HDR.

Sistema de Broadcast de Alta Velocidade (HSBS)

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 em pacotes (PDSN 20 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 PDSN 202 processa os pacotes IP para distribuição dentro de uma rede de 25 acesso (AN - Access Network). Como ilustrado a AN é definida como partes do sistema incluindo uma BS 204 em comunicação com múltiplas MSs 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 30 canal designado para assinantes dentro do sistema 200.

Em um determinado setor, existem diversas formas nas quais o serviço de broadcast HSBS pode ser desenvolvido. Os fatores envolvidos no projeto de um sistema incluem, mas não estão limitadas ao, número de 35 sessões HSBS suportadas, número de designações de

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frequências, e número de canais físicos de broadcast suportados.

HSBS é um fluxo de informações provido através de uma interface área em um sistema de comunicação sem fio.

0 canal HSBS refere-se a uma única sessão de broadcast

HSBS lógica como definido pelo conteúdo de broadcast.

Observa-se que o conteúdo de um determinado canal HSBS pode mudar com tempo, por exemplo, Notícias às 7h da manhã, o

Tempo às 8h da manhã, Filmes às 9h da manhã, etc. A programação baseada no tempo é análoga a um único canal de TV. O canal de broadcast refere-se a um único canal físico de link direto, por exemplo, um dado código Walsh, que porta tráfego de broadcast. O 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 tempo (TDM - Time-Division Multiplex) dentro do único canal de broadcast. Em uma modalidade, um único canal HSBS é 20 provido em mais que um canal de broadcast dentro de um 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 25 100 ilustrado na Figura 1 suporta um serviço de broadcast de multimídia de alta velocidade designado como serviço de broadcast de alta velocidade (HSBS - High-Speed Broadcast Service). As capacidades de broadcast do serviço pretendem prover programação em uma suportar comunicações de aplicações do HSBS podem taxa de vídeo e incluir dados suficiente para áudio. Como exemplo, transmissão de fluxo contínuo (streaming) de vídeos de filmes, de eventos esportivos, etc. O serviço HSBS é um serviço de dados em pacotes baseado no protocolo Internet (IP - Internet 35 Protocol) .

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De acordo com de serviços é designado a modalidade exemplar, um provedor como um servidor de conteúdo (CS em que o CS alerta quanto à disponibilidade de tal serviço de 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 de broadcast em uma diversidade de formas que pode ser provida pelo CS.

Como exemplo, o conteúdo de broadcast pode ser comunicado através de propagandas, mensagens de sistema de gerenciamento curto (SMS sem

Application Protocol) , e/ou qualquer de acordo com, e conveniente para,

Short Management

Wireless outro meio geralmente comunicações sem fio móveis. Os usuários móveis são designados como estações móveis (MSs

Base Stations) transmitem parâmetros relacionados com HSBS em mensagens de overhead, tal como aqueles transmitidos em canais e/ou freqüências designadas para controle e informações, isto é, mensagens não de carga útil. A carga útil refere-se ao 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 de broadcast deseja receber uma sessão de broadcast, isto é, um programa programado de broadcast especifico, a MS lê as mensagens de overhead e aprende as configurações apropriadas. A

MS a seguir sintoniza na frequência que contém o canal HSBS e recebe o conteúdo de serviço de 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 agrupa um número grande dos canais fundamentais diretos (F-FCHs) ou o Canal de Controle Exclusivo Direto (F-DCCHs

Forward Dedicated

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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) . 0 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 em grupo em diversas formas diferentes. Como exemplo, ao utilizar 10 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 de acesso (ou a combinação canal de acesso aumentado/canal de controle comum reverso) no link reverso.

Possuindo uma alta taxa de dados, o F-BSCH da modalidade exemplar pode utilizar uma parte muito grande de uma potência de link direto da estação base para prover cobertura adequada. O projeto de camada fisica do HSBC é portanto focado em melhorias de eficiência em um ambiente 25 de broadcast.

Para prover suporte adequado aos serviços de video, o projeto do sistema considera a base requerida para as várias formas canal, bem como, a aspecto do projeto qualidade de video proximidade da de carga útil erros efetiva qualidade de video é um intercâmbio percebida no estação rádio-base é reduzida, a é aumentada, transmissão de estação base taxa potência da estação para transmitir correspondente.

subjetivo entre

Um limite (cell de cobertura e site) .

Como a taxa de código de um dado nivel de correção de potência proveria melhor cobertura de no

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limite da célula.

Para estações móveis localizadas

perto das estações base, a recepção do canal mantém-se livre de erros e a qualidade do vídeo ficará mais baixa devido à taxa fonte mais baixa. Este mesmo intercâmbio 5 também se aplica a outras aplicações que não de vídeo 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. O balanceamento da importância relativa entre qualidade de 10 vídeo e a vazão de dados versus a área de cobertura é objetivo. A configuração escolhida busca uma configuração otimizada específica para aplicação e um bom compromisso entre todas as possibilidades.

A taxa de carga útil para o F-BSCH é um 15 importante parâmetro de projeto. As seguintes suposições podem ser utilizadas no projeto de um sistema que suporte transmissões de 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 25 por overhead de quadro F-SCH é utilizado 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 30 de 64 kbps também são alcançáveis.

Modelo de Assinatura

Existem diversos modelos possíveis de assinatura /receita para serviço HSBS, incluindo acesso gratuito, acesso controlado e acesso parcialmente controlado. Para o 35 acesso gratuito, nenhuma assinatura é necessária para o

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usuário, para a recepção do serviço. A BS difunde o conteúdo sem criptografia e dirige a móveis que podem receber o conteúdo. A receita para o provedor de serviços pode ser gerada através de propagandas que podem também ser 5 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 10 receber o serviço de 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 15 utilizar procedimentos de troca de chave de criptografia através do ar. Este esquema provê forte segurança e impede acesso a serviço não autorizado.

Um esquema de acesso híbrido, designado como acesso parcialmente controlado, provê o serviço HSBS como 20 um serviço baseado 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 25 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 30 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 específica ao elemento de infraestrutura, isto é, MS, BS, PDSN e CS na modalidade exemplar.

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Continuando com a aplicação da MS, o protocolo codec de vídeo, bem como para a o codec de áudio, o

Figura 3, especifica qualquer

Adicionalmente, o protocolo especifica perfil tipos de de vídeo.

carga útil do protocolo de transporte de rádio (RTP - Radio Transport Protocol) quando o RTP é utilizado. Para a camada de transporte da MS, o protocolo especifica uma porta de protocolo de datagrama de usuário (UDP - User Datagram Protocol). A camada de segurança da MS é especificada pelo protocolo, em que são providos parâmetros de segurança através de canais fora de banda quando a segurança for inicialmente associada ao CS. A camada de enlace especifica os parâmetros de compressão de cabeçalho IP. Conforme ilustrado, o processamento de informações utilizado para transmissão pelo CS e requerido pela MS, não é necessariamente conhecido pela BS/PCF ou pela PDSN. Tal· informação pode incluir informações de IPseg, de MPEG, etc.

Fluxo de Mensagem

	A	Figura	5 ilustra	o	fluxo de	chamada da
20 modalidade	exemplar	para uma	determinada	topologia de
sistema.	0	sistema	inclui uma	MS,	BS, PDSN e CS, como
listado	no	eixo horizontal. 0	eixo	vertical	representa o

tempo. O usuário ou a MS é um assinante do serviço HSBS. No momento tl a MS e o CS negociam a segurança da assinatura 25 pelo serviço de broadcast. A negociação envolve troca e manutenção de chaves de criptografia, etc., utilizadas 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

17/34 pacotes, tal como por PPP, WAP, ou outros métodos fora de banda.

No momento t2 a MS sintoniza no canal de broadcast e começa a receber pacotes. Neste momento, a MS não está habilitada a 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 momento t3. A partir do cabeçalho do pacote ROHC, a MS detecta e obtém um pacote de Inicialização e Refresh (IR) ROHC enviado periodicamente a partir da PDSN ao canal de broadcast. O pacote IR ROHC é utilizado 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 criptografado 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
decriptografada	no receptor	utilizando a BAK. 0	CS	provê

informações adicionais de criptografia, tal como informações de chave atualizadas ou uma SK atual no momento t4. Observa-se que o CS provê estas informações periodicamente à MS para assegurar a segurança continua do broadcast. No momento 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 de broadcast não seguro. A MS utiliza as informações criptografadas, tal como a SK, para decriptografar e exibir conteúdo de broadcast.

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Compressão

De acordo com a modalidade exemplar, o conteúdo de broadcast é transmitido em um canal de broadcast exclusivo. A camada de transporte provê overhead de 5 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 capacidade de transmissão (throughput) média requerida (incluindo overhead de 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 da banda do canal de broadcast é reduzida. Em contraste, a compressão aumenta a 15 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 (FER - Quadro Error 20 Rate). Caso um portador decida utilizar 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 IP.

Os protocolos RTP/UDP/IP são utilizados 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 de pacote IP. 0 overhead de criptografia está na forma de cabeçalho ESP, vetor de inicialização (IV - Initialization Vector) e bloco de finalização (trailer) ESP. O cabeçalho ESP e ο IV são inseridos entre o cabeçalho IP e o cabeçalho UDP. O cabeçalho ESP consiste do índice de parâmetro de segurança (SPI - Security Parameter Index) (4 bytes) e do número de

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sequência (4 bytes). 0 comprimento do IV é específico para qual algoritmo de criptografia for utilizado. Para o algoritmo de cifra AES, o comprimento do IV é de 16 bytes. O bloco de finalização ESP é anexado ao fim do datagrama 5 UDP e consiste do preenchimento, próximo cabeçalho (1 byte) e comprimento do preenchimento (1 byte) . Uma vez que o tamanho do bloco de cifra do algoritmo AES é de 16 bytes, o tamanho do preenchimento varia de 0 a 15 bytes. Aplicandose a função conformadora do tamanho de preenchimento médio 10 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 7 4 bytes não incluindo 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 Cabeçalho Compression) pode ser utilizada para reduzir o cabeçalho IP e o campo SPI do cabeçalho ESP de 24 bytes para 2 bytes. O número de sequência do cabeçalho ESP não está comprimido, porque é utilizado para colocar em sequência os pacotes comprimidos.

Ο IV não é comprimido, porque ele varia aleatoriamente para cada pacote. O cabeçalho UDP/RTP e o bloco de finalização ESP não podem ser comprimidos porque eles são criptografados. Consequentemente, caso a ROHC seja utilizada para comprimir o 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 (ROHC), é aplicada para evitar a propagação de erros de 30 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 bytes após a compressão. Diferentemente da compressão de 35 cabeçalho convencional, em que algum tipo de negociação é

20/34 requerida entre a MS e a PDSN ou outro elemento de infraprovê uma transmissão compressão. A MS não de compressão, isto é, compressão de cabeçalho suficientes das informações recebidas na para

MS.

estrutura, a modalidade exemplar unidirecional de informações de precisa requisitar as informações parâmetros de descompressão

Preferencialmente, a PDSN provê as in compressão periodicamente como ilustrado na PDSN provê as informações de compressão broadcast intercalado com o conteúdo de broadcast.

de de provisão dados é de informações de controle dentro designada como em não é requerido.

de um fluxo de um canal banda, uma vez que

Como ilustrado, o de conteúdo de broadcast 604 e fluxo de separado broadcast 600 inclui partes informações de descompressão, isto é, informações de As informações de descompressão são um período Tdescompressão · Modalidades prover informações de descompressão evento predeterminado em lugar

MS não requisita fornece compressão, 602. providas possuindo alternativas podem ocorrência de um na de periodicamente. descompressão, frequência broadcast.

que

Em

Como a a PDSN retardos impede outras palavras, frequentemente, de as informações as informações com no acesso do conteúdo a PDSN forma de uma de deveria prover as informações acessar o broadcast em qualquer momento pelas informações de descompressão.

que uma MS possa sem ter que esperar

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 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 pacote Inicialização e Refresh (IR) é utilizado para este

21/34 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 utilizar muita largura da banda no canal de broadcast. Um pacote IR possui aproximadamente 30 bytes 10 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 20 cabeçalho comprimido ROHC contém uma verificação de 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 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 30 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 35 PDSN e a MS. As informações de enquadramento são geradas na

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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 5 de protocolo de enquadramento do controle de link de dados de alto nível (HDLC - High-Level Data Link Control). 0 HDLC especificado no padrão ISO corresponde à Camada 2 da arquitetura de 7 em camadas da Organização Internacional de Normalização (ISO), em que a Camada 2 é designada como a 10 camada de enlace de dados. O protocolo HDLC busca prover movimento de dados livre de erros entre nodos 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 15 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 20 dos parâmetros definidos do HDLC. A Figura 9 ilustra uma modalidade do enquadramento HDLS, 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 início de quadro. O FLAG possui um 25 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 enquadramento HDLC completo é o tempo de processamento requerido para 30 gerar os quadros no transmissor e para recuperar os quadros no receptor.

Em particular, o protocolo HDLC é considerado intensivo em processamento uma vez que processamento adicional é utilizado para assegurar que a carga útil não 35 inclua a mesma seqüência de bits que o FLAG. No

23/34 transmissor, caso uma sequência de bits de FLAG seja detectada na carga útil, um caracter de escape é inserido na carga útil para identificar o FLAG como parte da carga útil e não indicando um inicio de quadro. O processo de somar um caracter de escape é designado como escapando dos padrões hexadecimais de 0x7E e 0x7D na 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 utilizar 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 inicio de um quadro HDLC. A modalidade exemplar incorpora um FLAG ou outro inicio de indicador de quadro 802, como ilustrado dentro do formato 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	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 operação de broadcast uma vez que todos os pacotes no canal de broadcast pertencem ao mesmo tipo. Como exemplo, caso a compressão ROHC seja utilizada 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, pacote comprimido, etc., são distinguidos pelo campo Tipo de Pacote no cabeçalho de pacote ROHC. Portanto, o campo

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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 provê informações ao receptor para permitir ao receptor verificar erros na carga útil recebido. A modalidade exemplar incorpora uma soma de verificação de quadro (FCS Quadro Check Sum) que pode ser especificada como nulo, 16 bits ou 32 bits. Uma vez que um quadro HDLC pode atravessar múltiplos quadros de camada física no canal de broadcast, é recomendado utilizar um FCS de 16 bits.

procedimento de enchimento (stuffing) de octeto definido no RFC 1662 é também aplicado na modalidade exemplar, em que após a computação FCS, o transmissor HDLC no PDSN examina cada byte no quadro HDLC (excluindo o FLAG) para os padrões de 0x7E e 0x7D. O 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 caracter de controle assíncrono (ACCM - Async-ControlCharacter-Map) como definido no RFC 1662 é todo ajustado para zero.

O overhead de enquadramento HDLC é de 3 bytes mais o overhead de preenchimento de octeto. Assumindo que o padrão de byte seja distribuído uniformemente, o overhead de preenchimento 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 sequência SOF contida na carga útil 904. Caso uma seqüência SOF seja encontrada na

25/34 carga útil, o transmissor soma um caracter 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. O 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 sequência 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. 0 receptor identifica um SOF na etapa 924 e verifica caracters de escape na carga útil no diamante de decisão

926. Caso um caracter de escape, ou outro identificador de sequência SOF, seja encontrado na carga útil, o receptor

remove o caracter de escape na etapa 932. Caso contrário, o receptor executa uma verificação de erros na etapa 928 e processa o quadro na etapa 930.

Uma modalidade alternativa incorpora um protocolo de enquadramento que não utiliza o enquadramento tipo HDLC baseado em octeto utilizado para procurar evitar operações intensivas em processamento que utilizam preenchimento de octeto (designado como escapando). Pelo contrário, esta alternativa utiliza uma camada de enquadramento baseada em pacote que é menos intensiva em processamento e é designada aqui como o protocolo de enquadramento eficiente. A Figura 15 ilustra o processo e o protocolo 2000 para formação de um pacote de camada de enquadramento 2016 a 30 partir dos pacotes da camada IP 2002, pacotes de camada de integridade, e pacotes de camada de empacotamento, O processamento da camada de enquadramento 2000 empacota pacotes de comprimento variável recebidos de uma camada superior, como a Camada IP, em pacotes de comprimento fixo

2016 e passa os pacotes de camada de enquadramento

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resultantes 2016 para a camada mais baixa, isto é, a camada física (não mostrada). A camada de enquadramento permite ao receptor determinar limites de pacote de camadas superiores e validar a integridade de pacote de camada superior.

Como ilustrado, o processo 2000 inclui diversas subcamadas de processamento, incluindo uma camada de integridade e uma camada de empacotamento. A camada de integridade forma uma parte de carga útil de camada de integridade 2006 a partir do pacote de camada IP 2002 e 10 anexa um bloco de finalização 2008. Em uma modalidade, a integridade, parte de camada de carga útil 2006 de integridade inclui o pacote de camada IP 2002; porém, modalidades alternativas podem incluir uma parte da camada IP pacote 2002 ou múltiplos pacotes de camada IP 2002, ou 15 qualquer combinação dos mesmos. O bloco de finalização 2008 pode ser o mecanismo de verificação de integridade.

A camada de integridade anexa um campo de verificação de integridade ou bloco de finalização 2008 a cada pacote de camada IP 2002, isto é, pacotes recebidos a 20 partir da camada superior que neste caso é a camada IP. A camada de integridade a seguir passa os pacotes de camada de integridade resultantes

2006, 2008 para uma camada mais

baixa, que neste caso é a camada de empacotamento. Os pacotes são processados adicionalmente para formar os pacotes da camada de enquadramento 2016 e transmitidos através da camada física. No receptor, os pacotes são recebidos pela camada física e providos para as camadas mais altas. A camada de integridade no receptor, processa o mecanismo de verificação de integridade, isto é, bloco de finalização, e assim permite ao receptor validar a integridade de pacotes recebidos a partir da camada mais baixa antes de passá-los à camada superior. 0 formato da camada de integridade é ilustrado na Figura 16 e discutido abaixo.

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Continuando com a Figura 15, a camada de integridade passa os pacotes da camada de integridade 2006, 2008, para a camada de empacotamento para formação em pacotes de camada de empacotamento. A camada de empacotamento forma um pacote possuindo pelo menos um cabeçalho de empacotamento, ou cabeçalho de pacote 2010, pelo menos uma carga útil de empacotamento, ou carga útil de pacote 2012, e um preenchimento 2014. A modalidade ilustrada inclui múltiplas cargas úteis de pacote 2012, 10 cada um possuindo um cabeçalho de pacote associado 2010.

Modalidades alternativas podem incorporar qualquer número de cargas úteis de pacote 2012 e pacotes de cabeçalho 2010. A partir da camada de empacotamento, o processo 2000 a seguir gera um pacote de camada de enquadramento 2016 para 15 provisão para a camada física (não mostrada).

A camada de empacotamento empacota pacotes de comprimento variáveis recebidos a partir da camada superior (por exemplo, a camada de integridade) em pacotes da camada de empacotamento de comprimento fixo 2016 e passa os 20 pacotes da camada de empacotamento resultantes 2016 para uma camada mais baixa (por exemplo, a camada física). A camada de empacotamento permite que o receptor determine limites de pacote das camadas superiores.

A Figura 16 ilustra o formato 2050 do pacote da 25 camada de integridade (pacote 2006, 2008 da Figura 15) .

Como ilustrado, o formato 2050 inclui duas partes: campo de carga útil 2052 e campo de seqüência de verificação de quadro (FCS - Quadro Check Sequence) 2054. A parte de carga útil 2052 é um campo de comprimento variável que contém os 30 octetos de exatamente um pacote da camada superior. A parte FCS 2056 é um campo de 32 bits que contém a FCS para a carga útil. A FCS é um CRC de 32 bits calculado sobre o campo de carga útil. Modalidades alternativas podem implementar outros mecanismos de verificação de erros.

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A Figura 17 ilustra o formato 2060 de um pacote da camada de empacotamento de acordo com uma modalidade. O formato 2060 possui quatro campos: continuação, comprimento, carga útil e preenchimento. O campo 5 continuação 2062 e o campo comprimento 2064 compõem uma parte de cabeçalho. O campo continuação 2062 é um campo de 1 bit que indica se um campo de carga útil correspondente 2066 é o inicio ou continuação de um pacote da camada superior. Modalidades alternativas podem implementar 10 qualquer número de bits possuindo significação com respeito ao campo de carga útil 2066. Na modalidade ilustrada na Figura 17, quando o campo continuação é ativado, o campo de carga útil correspondente é uma continuação de um pacote de camada superior. Caso contrário, o campo de carga útil 15 subsequente é o inicio de um pacote da camada superior.

Deste modo, cada uma das cargas úteis de pacote 2012 (Figura 15) pode incluir um pacote de camada IP inteiro 2002 (ou carga útil da camada de integridade 2006) , uma parte de um pacote da camada IP 2006, múltiplos pacotes da 20 camada IP 2002. De acordo com uma modalidade alternativa, o campo continuação 2062 não é incluído no formato da camada de empacotamento 2060, em que caso um pacote da camada de enquadramento prévio seja descartado antes de atingir a camada de enquadramento do receptor, o receptor pode 25 utilizar processamento da camada de integridade para determinar o status de início ou de continuação de um pacote de camada de integridade. Porém, uma tal modalidade acrescenta um encargo de processamento adicional na camada de integridade e amplia o processamento de verificação de 30 integridade. Observa-se também, que em uma modalidade o campo continuação 2062 é um único bit, em que a significação do bit corresponde à polaridade do bit. Modalidades alternativas podem possuir polaridades alternadas, ou como acima mencionado, pode implementar uma

29/34 combinação de bits para prover informações adicionais, tal como um número de sequência, etc.

Continuando com a Figura 17, a parte de cabeçalho inclui adicionalmente um campo de comprimento 2064. Em uma 5 modalidade, o campo comprimento 2064 é um campo de 15 bits que indica o número de octetos a partir do primeiro octeto no campo de carga útil correspondente 2066 para o último

octeto no pacote da camada superior contido no campo de carga útil subsequente. O campo de carga útil 2066 é um 10 campo de comprimento variável que contém octetos a partir de um único pacote da camada de integridade 2006, 2008 (Figura 15) . O número de octetos no campo de carga útil 2066 ou é do comprimento dos octetos ou do número de octetos desde o início do campo de carga útil 2006 até o 15 fim do pacote da camada de empacotamento 2016, o que for menor. O campo de preenchimento 2068 é um campo de comprimento variável que contém bits suficientes para manter o tamanho de um pacote da camada de empacotamento 2016 para o tamanho da carga útil da camada mais baixa 20 suportada pela camada física. O estabelecimento do campo de preenchimento 2068 reflete um padrão de reconhecimento predeterminado, tal como octetos todos de zero, etc. O transmissor preenche o campo de preenchimento 2068, que é recebido e ignorado ou descartado pelo receptor.

Rede de Acesso

Uma topologia de rede de acesso geral para um sistema 1000 é ilustrado na Figura 13 possuindo um CS 1002, um PDSN 1004 e dois PCF: PCF1 1006 e PCF2 1008. A Figura 13 inclui datagramas especificando as transmissões a partir de cada um. dos elementos dè 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 cabeçalho interno possui informações fonte e de destino, em que a fonte identifica o CS 1002 e o destino identifica um

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grupo de assinatura. O CS 1002 transmite o quadro ao 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 dos usuários no grupo de assinatura. A PDSN 1004 a seguir anexa um 10 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 è o cabeçalho H2. Como ilustrado, a PDSN 1004 envia N quadros 15 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 os M quadros de transmissão correspondem a 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.

A Figura 14 ilustra uma modalidade exemplar de um sistema 1020 que possui um CS 1022 que comunica-se com PCF1 25 1026 e PCF2 1028 via PDSN 1024. Como ilustrado, o CS 1022 prepara um pacote IP de informações e transmite o pacote em pelo menos um quadro, possuindo uma carga útil e cabeçalho interno, Hl. 0 cabeçalho interno possui informações de fonte e de destino, em que a fonte identifica o CS 1022 e o 30 destino identifica um grupo de assinatura. O CS 1022 transmite o quadro à PDSN 1024, em que a PDSN 1024 anexa um cabeçalho externo, H2, em que H2 roteia o quadro para pelo menos um PCF. O PDSN 1024 a seguir transmite os quadros para o(s) PCF(s) . A transmissão a partir da PDSN 1024 35 inclui a carga útil original, o cabeçalho Hl e o cabeçalho

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Η2. 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 10 endereço IP multicast de classe D. Este endereço é utilizado no campo de endereço destino dos pacotes IP. Um determinado 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 15 quadro HDLC é encapsulado por um pacote de encapsulamento

de roteamento genérico (GRE - Generic Routing Encapsulation). O campo de chave do cabeçalho do pacote GRE utiliza 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 utiliza um endereço IP multicast de classe D. É recomendado que este endereço IP multicast seja diferente do utilizado 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 sequência; 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 35 outro BSC. O encadeamento de BSCs gera melhor desempenho de

32/34 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 a mesma marcação de tempo (timestamp) para seu BSC adjacente. As informações de registro 5 de tempo são criticas à operação de soft handoff uma vez que a estação móvel recebe quadros de transmissão de diferentes BSCs.

Os versados na técnica notarão que as informações e sinais podem ser representados utilizando-se quaisquer 10 dentre uma diversidade de diferentes tecnologias e técnicas. Como exemplo, os dados, instruções, comandos, informações, sinais, bits, simbolos e chips que possam ter sido mencionados por toda a descrição acima podem ser representados por tensões, correntes, ondas eletromagnéticas, campos ou partículas magnéticos, campos ou partículas ópticos, ou quaisquer combinações de tais.

Os versados na técnica notarão adicionalmente que os vários exemplos de blocos lógicos, módulos, circuitos e etapas de algoritmos descritos em conexão com as modalidades aqui descritas podem ser de hardware eletrônico, software implementados na forma de combinações de tais. Para ilustrar intercambialidade de hardware e software, computador, ou claramente tal vários 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 versados na técnica podem implementar a funcionalidade descrita de diversas formas para cada aplicação específica, porém tais decisões de implementação não devem ser interpretadas como um afastamento do escopo da presente invenção.

Os vários exemplos de blocos lógicos, módulos e circuitos aqui descritos em conexão com as modalidades aqui

33/34 apresentadas podem ser implementados ou efetivados por meio de um processador de uso geral, um processador de sinais digitais (DSP), um circuito integrado de aplicação específica (ASIC), um arranjo de portas programável em 5 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 uso geral pode ser um microprocessador, 10 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 15 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 20 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 25 CD-ROM, ou qualquer outra forma de meio de armazenamento conhecido pelos versados na técnica. 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 30 alternativa, o meio de armazenamento pode estar integrado ao processador. 0 processador e o meio de armazenamento podem residir em um ASIC. O ASIC pode residir em um terminal de usuário. Como alternativa, o processador e o meio de armazenamento podem residir na forma de componentes 35 discretos em um terminal de usuário.

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A descrição acima das modalidades preferidas é provida para permitir que os versados na técnica criem ou façam uso da presente invenção. As diversas modificações dessas modalidades ficarão prontamente claras para os 5 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, 10 consistente com os princípios e características de novidade aqui descritos.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método para enquadrar pacotes em um sistema de transmissão sem fio suportando transmissões de broadcast, o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

gerar uma parte de um pacote de protocolo Internet (IP) para transmissão;

anexar (906) um indicador de inicio de quadro à parte do pacote IP;

aplicar (908) um mecanismo de verificação de erros à parte do pacote IP;

preparar (902) um quadro para uma operação de broadcast com base em uma versão de um formato de quadro de controle de link de dados de alto nivel (HDLC) que aplica um subconjunto de campos HDLC definidos pelo protocolo HDLC, em que o subconjunto de campos HDLC inclui o indicador de inicio de quadro, a parte do pacote IP e o mecanismo de verificação de erros definidos pelo protocolo HDLC, e em que o subconjunto de campos HDLC não inclui um campo de protocolo definido pelo protocolo HDLC para identificar um tipo de carga útil do pacote IP; e transmitir (910) o quadro.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o indicador de inicio de quadro é uma sequência de bits predeterminada, o método compreendendo adicionalmente a etapa de:

inserir um classificador na parte do pacote IP caso a parte do pacote IP contenha a sequência de bits predeterminada.
3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o classificador corresponde a um caracter de escape.
4. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o mecanismo de verificação de erros é uma sequência verificadora de quadro.

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5. Sinal de comunicação transmitido por uma onda portadora, caracterizado pelo fato de que compreende:

uma versão de um formato de quadro (800) de controle de link de dados de alto nivel (HDLC) para uma operação de broadcast que aplica um subconjunto de campos HDLC definidos pelo protocolo HDLC, em que o subconjunto de campos HDLC compreende:

uma parte de carga útil (804) que corresponde a pelo menos uma parte de um pacote de protocolo Internet (IP) de informações digitais definida pelo protocolo HDLC;

um inicio de parte de quadro (802) que corresponde à parte de carga útil, e identifica um status da parte de carga útil dentro de um pacote IP definido pelo protocolo HDLC; e uma parte verificadora de erros (806) para verificar a parte de carga útil definida pelo protocolo HDLC, e em que o subconjunto de campos HDLC não inclui um campo de protocolo definido pelo protocolo HDLC para identificar um tipo de carga útil da parte de carga útil do pacote IP.
6. Sinal de comunicação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a parte de início de quadro é uma sequência de bits predeterminada, e em que caso a parte de carga útil contenha a sequência de bits predeterminada, a parte de carga útil compreende adicionalmente:

uma parte de classificador.
7. Método para receber pacotes em quadros em um sistema de transmissão sem fio suportando transmissões de broadcast, o método sendo caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:

receber (922) um quadro de uma transmissão de pacotes de acordo com uma versão de um formato de quadro de

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3/5 controle de link de dados de alto nível (HDLC), a versão do formato de quadro HDLC possuindo um subconjunto de campos HDLC definidos pelo protocolo HDLC, em que o subconjunto de campos HDLC inclui uma parte de início de quadro, incluindo um indicador de início de quadro, uma parte de carga útil e uma parte verificadora de erros definidos pelo protocolo HDLC e, em que o subconjunto de campos HDLC não inclui o campo de protocolo definido pelo protocolo HDLC para identificar um tipo de carga útil da parte de carga útil;

identificar (924) o quadro como um quadro de início na transmissão de pacotes;

verificar (928) o quadro utilizando a parte verificadora de erros do quadro; e processar (930) a parte de carga útil do quadro.
8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que, caso o indicador de início de quadro seja uma sequência de bits predeterminada, e a parte de carga útil contenha a sequência de bits predeterminada, a parte de carga útil inclui adicionalmente um classificador para identificar a sequência de bits predeterminada na carga útil.
9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o classificador define um caracter de escape.
10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente as etapas de:

identificar (926) o classificador na carga útil; e processar (930) a carga útil sem o classificador.
11. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a parte verificadora de erros é uma sequência verificadora de quadro.
12. Equipamento para enquadrar pacotes em um sistema de transmissão sem fio suportando transmissões de

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4/5 broadcast, o equipamento sendo caracterizado pelo fato de que compreende:

dispositivos (1022) para gerar uma parte de um pacote de protocolo Internet (IP) para transmissão;

dispositivos (1022) para anexar um indicador de inicio de quadro à parte do pacote IP;

dispositivos (1022) para aplicar um mecanismo de verificação de erros à parte do pacote IP;

dispositivos (1022) para preparar um quadro para uma operação de broadcast com base em uma versão de um formato de quadro de controle de link de dados de alto nivel (HDLC) que aplica um subconjunto de campos HDLC definidos pelo protocolo HDLC, em que o subconjunto de campos HDLC inclui o indicador de inicio de quadro, a parte do pacote IP e o mecanismo de verificação de erros definidos pelo protocolo HDLC, e em que o subconjunto de campos HDLC não inclui um campo de protocolo definido pelo protocolo HDLC para identificar um tipo de carga útil do pacote IP; e dispositivos (1022) para transmitir o quadro.
13. Equipamento para receber pacotes em quadros em um sistema de transmissão sem fio suportando transmissões de broadcast, o equipamento sendo caracterizado pelo fato de que compreende:

dispositivos (206) para receber um quadro de uma transmissão de pacotes de acordo com uma versão de um formato de quadro de controle de link de dados de alto nivel (HDLC), a versão do formato de quadro HDLC possuindo um subconjunto de campos HDLC definidos pelo protocolo HDLC, em que o subconjunto de campos HDLC inclui uma parte de inicio de quadro, uma parte de carga útil e uma parte verificadora de erros definidas pelo protocolo HDLC, e em que o subconjunto de campos HDLC não inclui um campo de protocolo definido pelo protocolo HDLC para identificar um tipo de carga útil da parte de carga útil;

Petição 870160027259, de 10/06/2016, pág. 13/16 dispositivos (206) para identificar o quadro como um quadro de início na transmissão de pacotes;

dispositivos (206) para verificar o quadro utilizando a parte verificadora de erros do quadro; e

5 dispositivos (206) para processar a parte de carga útil do quadro.