CN100571456C - 广播系统和广播方法,对应的接收终端和接收方法 - Google Patents
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Abstract
描述了一种宽带数字广播(1)网,其中蜂窝拓扑是动态可配置的以便维持频谱效率。拓扑的重新配置在应答对内容的需求的改变中出现。因此,一个单独的小区可以被定义覆盖一个其中相同内容被传递到许多用户的区域。相反地,许多小区可以被定义覆盖一个其中不同的内容被传递到许多用户的区域。
Description
技术领域
本发明涉及在蜂窝无线电网络上的内容传递,虽然不仅仅但是特别涉及宽带数字广播网。
背景技术
在蜂窝无线电网络中,每个小区可以在所选择的满足该网络频率再用需求的特定频率上发送内容。象就宽带数字广播网来说,如果该网络能够象广播到网络中每个小区或者象组播到网络中小区的子集一样传递内容,则这种网络的频谱效率被降低。这种情况出现在众所周知的在欧洲建立的地面数字视频广播(DVB-T)系统中。
图1表示一个在不同小区使用不同频率传递相同内容时缺乏频谱效率的现有技术宽带数字广播网。因此,在该图中,网络1由利用7个频率f1到f7的多个小区A到K构成,并且内容分别在三个频率即f1,f2和f3上被组播到小区A,B和C中的终端。
发明内容
因此,根据本发明的第一个方面,提供了一个用于把内容传递到终端的广播系统,其包括其传输特性定义一个网络拓扑的多个发送机,和一个网络控制器,其响应于对特定内容需求的分发来通过改变至少一个发送机的传输特性而确定一个适当的网络拓扑。
因此,在该网络频谱效率中有一个因此产生的改进。特别的,在由本地和叠加范围中的小区服务的区域中更有效地利用可用的带宽是可能的。有利地,网络拓扑可以被配置以满足预定的业务需求。这种需求可以出现在诸如一个内容提供者的第三方想要推出的一个广告中。可替代地,例如,该预定的需求可以因诸如在一个体育场的运动会的报道实况播送事件业务而产生。
如果业务以“付费电视”为基础,则可以利用一个适当的条件接入模式防止非授权访问当然不仅限于可视数据的内容。在欧洲电信标准协会(ETSI)出版的出版物-数字视频广播(DVB)-业务信息(SI)的实现和应用指南-ETR-211中能够找到有条件地接入到在宽带数字广播网上内容传递的应用的描述。该出版物还包含参考在理解有条件接入方面有用的其它出版物。
优选地,由于在网络拓扑的改变,系统将小区规模的变化发信号通知接收内容的各终端。这种信令可随该内容传递或在一个单独的承载上如通过集成或者另外链接到终端的蜂窝移动手机提供。因此,每个终端将接入将允许该终端跟随广播作为它的应答拓扑重新配置的参数改变的业务信息。便利地,控制器将通过改变发送机特性配置拓扑,包括,但不限于下述操作特性,即传输功率,方向,频率和时隙。因此,可以改变传递内容的小区的相对规模以满足对公用内容的需求,所述公共内容是在该系统覆盖的区域内的相同内容以及不同内容。作为导致在网络拓扑中改变的网络控制器的替代物,可用来自终端的请求启动这种改变。导致改变的终端的一个例子可以在该终端被用于协调一个紧急情况并且在附属区域中需要另外的网络资源以协助处理该紧急情况中出现。在另一个导致拓扑改变的网络控制器的替代物中,网络外的业务提供者可以首先搜索该终端能够跟随潜可能的网络重新配置而接收内容这一确认。随后,当足够的终端已经作出肯定的反应时,业务提供者将批准重新配置。
根据本发明的另一方面,提供了在由多个发送机的传输特性定义拓扑的网络上传递内容到终端的方法,包括分析有待传递的内容和它的目标并且因此改变发送机传输特性。
优选地,在其中基本上相同内容被传递到终端的区域中,发送机定义的小区数量被减少。同样地在其中不同内容被传递到终端的区域中,发送机定义的小区数量被增加。
根据本发明的另一方面,提供了一种广播系统,其具有用于把内容传递到各自位置中的终端的多个发送机,每个发送机根据一组操作特性操作,包括:
用于确定传递公共内容的终端的分布的装置;和
用于响应于所确定的终端分布而改变发送机的操作特性的装置。
还根据本发明的另一方面,提供了使用传递内容到在各自位置中的终端的多个发送机的方法,包括确定接收公用内容的终端的分布以及响应于这些终端的分布而改变一组发送机的操作特性。
还根据本发明的另一方面,提供了一种终端,用于从具有传递内容到各自位置中的终端的多个发送机的广播网接收内容,其中每个发送机根据可变的一组操作特性操作,该终端包括可操作来接收指示发送机的操作特性的信号的装置,因此该接收装置可操作来接收根据该信号被传递的内容。
还根据本发明的另一方面,提供了从具有每个发送机根据一组可变的操作特性操作的多个发送机的广播网接收内容的方法,该方法包括接收指示传递所述内容的发送机的操作特性的信号以及据此改变接收特性。
附图说明
为帮助理解本发明,利用例子并参考附图将描述它的一个特定的实施方案,其中:
图1是一个表示典型的现有技术蜂窝网络结构的图;
图2是一个表示根据本发明的宽带数字广播网的图;
图3是一个表示图2的网络拓扑的图;
图4a,4b和4c每个图表示图2的网络中一个特定的内容传递方案;
图5是一个表示另一个图2的网络拓扑的图;以及
图6也是一个表示另一个图2的网络拓扑的图。
具体实施方式
参考图2,它显示地面宽带数字广播网即数字视频广播(DVB-T)网1的一个例子。装备了包括接收器5、显示器7和用户接口9的适当的终端3的用户,能够通过网络1从构成网络1一部分的发送机11接收数据广播。发送机11广播的数据通过网关17,19从多种多样的源13,15获得并且可以分别包括IP和电视内容。
在传输前,从每个源13,15接收的数据在前端设备21中被处理。如本领域中众所周知的,前端设备把数据放入以MPEG为基础的数据容器。为迎合把数据传递到特定的终端3或终端组,该容器还可以保持能被终端3中的条件接入部件识别和读取的地址信息以确定是否该数据被预定给该终端。网络1还提供适当装备的终端和网络交互作用的装置。被适当装备的终端3意味着具有一个用于提供如就DVB来说通过由数字视频广播局和欧洲电信标准协会(ETSI)出版的许多规范举例说明的网络交互性返回信道的终端,这些规范包括下述:DVB-NIP用于DVB交互业务的网络独立协议ETS 300802(V1:11/97),用于DVB交互业务的网络独立协议使用准则TR 101194(V1.1.1:06/97),DVB-RCP通过公用交换电信系统(PSTN)/综合业务数字网(ISDN)的DVB交互作用信道ETS 300 801(V1:08/97),DVB-RCG通过全球移动通信系统(GSM)的交互信道EN 301 195(V1.1.1:02/99)。
因此,用户可以请求从网络到该用户的终端传递计算机文件。这种交互功能需要一个从终端3到DVB-T网络1的返回信道23以及终端3中的一个条件接入部件。能够以使用连接到终端3的调制解调器25的拨号连接形式提供返回信道23,它在电信网络27上建立到DVB-T网络1的用户管理系统(SMS)29的连接。用户管理系统29已经连接到网关17,19和发送机前端设备21。因此通过终端3的用户接口9发布对特定内容的请求对于用户是可能的。从相关网关17,19获得内容的SMS29接收该请求并且把它传送到前端21以便把数据放置到向前传输的容器。应当指出,来自用户的请求可以包括不是现在被网络1发送的内容。为确保用户只接收请求的内容,该数据随终端3中的条件接入部件认可被预定传递到该用户的标识符广播。在该内容被另一个终端接收的事件中,该终端的条件接入部件将防止传递该内容。
该网络还包括根据从控制器33接收的指令确保该内容被传递到正确发送机11或发送机组的前端21的路由器31。控制器33监控对SMS29处理的内容的请求。根据接收到的请求性质,控制器33将确保适当分配发送机和频率以传递该内容,同时在相同时间设法随时间而维持网络1的频谱效率。因此,控制器33不仅将识别被请求的内容而且将识别该内容被传递到哪里。为了使控制器33能够动态重新配置网络以满足需要,控制器33能够指示改变发送机功率,改变发送机传输方向,改变发送机传输频率并且还指示接通/断开发送机。
转向图3,显示由对应小区A到K的11个区域构成的网络结构,它们已被分配了7个频率f1到f7。在图4a,4b和4c中表示与在网络的每个区域中传递请求的数量和性质相关的三个不同的方案。图中展示的图形用两个单独的列代表在每个区域中传递请求的数量。左手(未划影线的)列对于每个区域代表传递唯一内容的请求的总数,该内容用于传递到其内容不被同时传递到该网络中任何其它终端的一个特定的终端。这种内容的一个例子可以是一个特定网站的网页。右手划影线的列表示传递公用内容的请求的数量,该内容用于传递到其内容被同时传递到该网络中其它终端的一个特定的终端。这种内容的一个例子可以是对体育比赛解说的传递。
至于图4a中表示的方案,很明显没有区域对公用内容有任何请求。因此,该图中表示的信息即什么内容被传递以及它被传递到哪里已被提供给控制器33,控制器33认可通过采用其中特殊频率被分配给每个区域用于把内容传递到终端的单路传送配置能够优化网络1的频谱效率。因此,采用的网络配置或拓扑实际上将由图3表示。
图4b表示一个方案,其中在区域A,B和C中存在许多传递公用内容的请求。此外,在区域H和区域I存在较少数量的公用内容传递请求。还应当指出,在区域A中不存在对唯一内容的请求,并且在区域B和C中对公用内容的请求大大多于这种请求的数量。该图中所示的信息已被提供给控制器33,控制器33认可通过在区域A中重新配置发送机以在单个频率f1上把公用内容传递到由图5中大六边形35所示的覆盖区域中的那三个区域可以在区域A,B和C中改进频谱效率。因为在那个区域中没有唯一内容被需求传递到终端,所以在这个实例中区域A被控制器33选为最佳重新配置选择。同时,在每个情况中控制器33指示路由器29使用专用频率即分别为f2和f3在区域B和区域C中把唯一内容传递到终端。如已被提及的,控制器33还认可在区域G和I中存在公用内容传递请求。在这个情况中,根据一个预定的阈值,控制器认为在这些区域中相对少数对公用内容的请求以及缺乏任何地理接近提供网络的进一步重新配置是不需要的。。
图4c,表示一个方案,其中在网络1中全部是对公用内容的传递请求。在这些情况中控制器33已被提供了图4c中所表示的信息,控制器33认可通过象图6中所示单一频网(SFN)一样配置网络可以改进频谱效率。因此,在区域A和K中发送机11目前在f1上操作增加它们的输出所以它们各自的覆盖区域被显示为图7上的两个大六边形37,39。例如,在一个未表示的变体中,宁可在区域A和区域K中选择发送机11在f1上传递内容,通过选择区域F和区域I并且使它们在f2上传递内容能够配置SFN。显然,这还需要改变网络1以避免干扰被至今在频率f2上操作的区域H和B传递的内容。因此区域H和B可以被重新配置以在不同频率上操作或者甚至切断。可替代地,在一个未表示的变体中,通过把网络中全部小区的频率转换到f1以构成SFN可得到相同的结果。
另一个方案可以在使用频率f8,被叠加在区域A到K的地区广播小区(未显示)中出现。在一般情况下,这个地区小区的存在不影响在它下面的蜂窝结构拓扑操作,它将继续以上面提及的方案作为例子的方式操作。然而,如果在该地区广播小区上内容传递的需求超出可用的带宽,则宁可拒绝业务到终端3,为应答这种事件,至少为在地区广播小区上一段额外的需求,控制器33能够给该地方广播分配一些基础的区域频率。虽然这将暂时减少本地区内容传递可用的带宽,但是这将全面影响改进频谱效率。然而,控制器应当注意从基础区域分配带宽时不要从所谓的保证业务消除带宽,如民用收音机是提供内容的本地广播设备的一个例子。
本领域的技术人员认识到,作为一个上述网络拓扑中的改变结果,接收内容的终端必须知道业务改变,例如,改变传送所需求内容的传输频率。有关业务改变的信息由控制器33产生并且随传递到被该改变影响的终端3的内容带内传送。例如就DVB网络1来说,借助一组互联网协议(IP)的业务传递/业务通知协议(SDP/SAP)能够实现业务改变信息。随后这些协议被用于通知,取消以及再分配包括开始和结束时间,IP地址,频率以及等等的业务参数。虽然如果没有在用户接口(UI)层的用户干涉,这种消息通常将被处理器处理,但是在人可读取形式中的一些这种消息的例子可以包括“以频率f在n秒中连续下载文件”其中n和f被定义。随后该终端通过改变到新频率应答来继续下载。另一个消息可以是“在这个频率上该业务现已终止,请参考业务描述符找它的新位置”,在这个情况中,终端将检查以前下载的一组业务信息(SI)数据以发现该业务位置或者参考在网络上提供的业务信息信道。在上面全部情况中,在不需要接收确认的意义上,消息传送将是单向的。
本领域的专业技术人员应当理解,在相同频率(但是具有不同的内容)上需要充足的发送机物理间隔以确保维持充足的载波干扰比例(C/I)。作为一个粗略的近似值,从其中小区规模是均一的图3的蜂窝拓扑能够计算C/I。因此,假设小区A和I正在相同的层以相同频率(但是具有不同内容)传送,并且假定从A到它的小区边缘的距离是d,则从I到小区A的边缘的距离是3*d。还假设,粗略估计每十(10倍)距离传播损耗系数为35分贝,这导致大约17分贝的C/I值。例如,这足以通过DVB系统接收高达17兆比特每秒数据。如果需要更高的速度,则随后不是需要更大的实际间隔就是必须通过天线设计或者通过利用障碍物(例如建筑物)进一步隔离小区。
Claims (15)
1.一种用于将内容传递到多个终端的广播系统,包括:
多个发送机,其传输特性定义一个用于数字广播网络的网络拓扑;
通信接口,用于为所述多个终端提供返回信道,以请求来自所述数字广播网络的内容;和
网络控制器,可操作地与所述多个发送机和所述通信接口相耦合,所述网络控制器被构造为根据通过所述通信接口接收的信息来确定请求公用内容的终端的分布并且通过改变至少其中一个发送机的传输特性来重新构造所述网络拓扑,其中,所述传输特性的改变是根据所确定的请求公用内容的终端的分布来进行的。
2.如权利要求1所述的系统,其中包括提供有关用于传递到一个终端的网络拓扑的信息的信令装置。
3.如权利要求1或2所述的系统,其中网络控制器可操作来修改拓扑以减少相同内容正被传递到的区域中的小区数量。
4.如权利要求1或2所述的系统,其中网络控制器可操作来修改拓扑以增加不同内容正被传递到的区域中的小区数量。
5.如权利要求1或2所述的系统,其中包括另一个传递内容到至少覆盖由控制器确定的网络拓扑的一个区域的发送机。
6.如权利要求5所述的系统,其中网络控制器可操作来修改拓扑,以在至少一个小区中传递正由所述另一个发送机传递的内容。
7.如权利要求1或2所述的系统,其中所述发送机传输特性被关于频率、天线方向性或传输功率中的一个或多个而改变。
8.一种通过其拓扑由多个发送机的传输特性定义的数字广播网络而将内容传递到终端的方法,包括:
接收来自一个或多个所述终端的对于内容的请求;
根据所述请求来确定请求公用内容的终端的分布;和
根据所确定的请求公用内容的终端的分布,通过改变至少其中一个发送机的传输特性来重新构造所述网络拓扑。
9.如权利要求8所述的方法,其中发送机传输特性被改变,使得在基本上相同内容正被传递到终端的一个区域中降低拓扑的蜂窝密度。
10.如权利要求8或9所述的方法,其中发送机传输特性被改变,使得在基本上不同内容正被传递到终端的一个区域中增加拓扑的蜂窝密度。
11.一种广播系统,具有通过数字广播网络将内容传递到在各自位置的终端的多个发送机,每个发送机根据一组操作特性操作,该广播系统包括:
用于确定终端的分布以传递公用内容、并且响应于所确定的终端分布而指示至少一个所述发送机的操作特性的改变的装置,所述至少一个发送机可操作地耦合至所述装置。
12.一种利用多个发送机将内容传递到在各自位置的终端的方法,包括:
确定请求公用内容的终端的分布;并且
根据所确定的终端的分布,指示发送机的一组传输特性的改变。
13.一种用于从具有将内容传递到在各自的位置的终端的多个发送机的广播网络接收内容的终端,每个发送机根据一组可变的操作特性操作,所述终端包括:
可操作地接收指示发送机的操作特性的信号的装置,
由此所述接收装置可操作地接收根据所述信号而被传递的内容。
14.一种从具有多个发送机的广播网络接收内容的方法,每个发送机根据一组可变的操作特性操作,所述方法包括在终端接收指示传递所述内容的发送机的操作特性的信号以及据此改变所述终端的接收特性。
15.如权利要求14所述的方法,包括参考接收所述内容所需要的所述接收特性的另一个信号的步骤。
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