ES2278866T3 - Sistema para transmitir señales de audio y video hacia terminales de telefonia movil umts y terminal movil para ser usado con dicho sistema. - Google Patents

Sistema para transmitir señales de audio y video hacia terminales de telefonia movil umts y terminal movil para ser usado con dicho sistema. Download PDF

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Abstract

Sistema para transmitir programas multimedia hacia una pluralidad de terminales (12) de telefonía móvil, comprendiendo cada uno de ellos un transceptor UMTS (22) que controla unos medios decodificadores (26) asociados a una pantalla gráfica (28) y a un altavoz (30), y conectados a una antena (24) para recibir una primera banda de frecuencias perteneciente a una red de telefonía celular UMTS que tiene una pluralidad de células (10) de baja potencia; comprendiendo además cada terminal de telefonía móvil un receptor (40) conectado a dicha antena (24) para recibir una segunda banda de frecuencias desde por lo menos un transmisor (14) de radiocomunicaciones de alta potencia capaz de emitir mediante radiodifusión múltiples programas multimedia en dicha segunda banda de frecuencias, sobre un área que comprende una pluralidad de células de la red UMTS, siendo conectable de forma seleccionable dicho receptor (40) a dichos medios decodificadores (26); caracterizado porque dicho transmisor (14) de radiocomunicaciones de alta potencia está dispuesto para emitir mediante radiodifusión dicha pluralidad de programas multimedia en forma de señales compatibles con la capa física del protocolo UMTS y en canales UMTS respectivos identificados por códigos respectivos según el protocolo UMTS; y porque dicho receptor (40) está dispuesto para decodificar las señales transmitidas por el transmisor de radiocomunicaciones de alta potencia, extraer una señal de uno seleccionado de entre dichos canales, y aplicar la señal decodificada desde el canal seleccionado a dichos medios decodificadores (26) asociados a la pantalla y al altavoz.

Description

Sistema para transmitir señales de audio y vídeo hacia terminales de telefonía móvil UMTS y terminal móvil para ser usado con dicho sistema.
La presente invención se refiere a un sistema nuevo para emitir mediante radiodifusión señales multimedia hacia terminales de telefonía móvil UMTS y se refiere también a un terminal móvil para ser usado con dicho sistema.
Los sistemas de telecomunicaciones tales como el PSTN, el GSM y el UMTS están diseñados como sistemas celulares bidireccionales con conexiones "uno a uno", en las cuales cada terminal transceptor es controlado por una red celular, mediante la ejecución de una serie de procedimientos adecuados para localizarlo y mantenerlo constantemente en contacto con la estación base a la cual está asignado. Los flujos continuos de datos que llegan a cada terminal y que salen del mismo son exclusivos y particulares de dicho terminal. Cada comunicación comienza con un diálogo bidireccional con la estación base y con un procedimiento de conexión en el cual al terminal se le asigna un "canal" para la transmisión y la recepción, caracterizado por divisiones en el tiempo o la frecuencia y, en el caso del UMTS, por secuencias específicas de espectro ensanchado. Excepto para la información de control, no existe ningún modo en el cual un terminal se encuentre en un estado de solo recepción sobre un flujo continuo de servicios que sean comunes para todos los usuarios. Para permitir el mantenimiento de un número elevado de conversaciones privadas simultáneas entre los terminales, la red celular comprende típicamente un número elevado de antenas de transmisión de baja potencia que abarcan áreas reducidas. Cuanto mayor sea el tráfico interactivo que debe garantizar la red, menor será el tamaño de las células, las cuales pueden alcanzar incluso una densidad de 100 células por kilómetro cuadrado. Por consiguiente, el coste de una red celular de telecomunicaciones es elevado y un aumento del tráfico conlleva costes adicionales en la red.
Más particularmente, el sistema UMTS está diseñado además para permitir la transmisión y la recepción no solamente de señales de audio típicas de la telefonía convencional sino también de imágenes y vídeos y de señales multimedia en general, incluyendo en particular, además de las señales privadas provenientes de otro terminal de usuario, servicios de información y entretenimiento, por ejemplo, información meteorológica en formato multimedia, videoclips musicales, e informativos deportivos y generalistas. Tal como es sabido para los expertos en la materia, en el sistema UMTS estas funciones se implementan adoptando protocolos para intercambiar datos en varios formatos, tales como el Internet Protocol (IP), el MPEG, y similares.
Por contraposición a las telecomunicaciones inalámbricas, la radiodifusión consiste en transmisiones unidireccionales del tipo "uno a muchos" y resulta adecuada para distribuir contenido de tipo audio/vídeo/multimedia. Las redes de radiodifusión terrestre de radio y televisión usan transmisores de alta potencia que abarcan áreas de servicio enormes (por ejemplo, regiones administrativas enteras). Los servicios de radiodifusión digital usan los sistemas DVB (Radiodifusión de Vídeo Digital) y DAB (Radiodifusión de Audio Digital) para el flujo continuo unidireccional de alta capacidad de radio y televisión. Los costes de la red por usuario son bajos (del orden de unas cuantas decenas de euro por familia y año), y un aumento de los receptores (dentro del área de cobertura) no implica aumentos en los costes de la red. No obstante, las redes de radiodifusión digital en las bandas VHF y UHF no ofrecen una capacidad suficiente para ser usada con vistas a transportar Internet y telefonía al usuario.
Se han realizado intentos de integrar servicios digitales de radio y televisión con servicios de telefonía celular y multimedia hacia terminales móviles, pero hasta el momento estos intentos simplemente han superpuesto las dos redes independientes (radiodifusión y telecomunicaciones), manteniendo invariables sus tecnologías respectivas. La red de radiodifusión proporciona acceso a servicios interactivos (por ejemplo, comercio electrónico y acceso a Internet) a través de la guía electrónica de programas (EPG), aunque la interactividad se gestiona por medio de las redes celulares; en este escenario, el sistema es un híbrido DVB/UMTS (o DAB/UMTS).
Se aboga por un sistema de este tipo en la publicación de Horn U et al, "Interactive Mobile Streaming services the Convergence of Broadcast and Mobile Communication", EBU Review-Technical, Unión Europea de Radiodifusión, Bruselas, BE, n.º 281, 21 de septiembre de 1999 (1999-09-21), páginas 14 a 19, XP000862720 ISSN: 0251-0936''.
En la publicación de Kellerer et al.: "IP based enhanced Data Casting Services over Radio Broadcast Networks", Universal Multiservice Networks, 2000. ECUMN 2000. 1^{a} Conferencia europea, 2 de octubre de 2000 (2000-10-02), páginas 195 a 203, se describe un sistema construido según las indicaciones de Horn.
En la publicación del Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones (ETSI); Unión Europea de Radiodifusión (EBU): "EN 301 195 V1.1.1, Digital Video Broadcasting (DVB); Interaction channel through the Global System for Mobile Communications (GSM)" ETSI EN 301 195 V1.1.1, febrero de 1999 (1999-02) páginas 1 a 14, XP002248712, se describe otro sistema afín al anterior, aunque su red de telecomunicaciones se basa en el estándar GSM en lugar del estándarUMTS.
El documento WO 01/01712 se refiere a la gestión centralizada de parámetros de telecomunicaciones en diferentes redes de telecomunicaciones inalámbricas. Un terminal se puede configurar para funcionar en cualquier entorno heterogéneo nuevo (por ejemplo, DAB, GSM WLAN), recibiendo desde un servidor los parámetros de telecomunicaciones del nodo que proporciona el servicio requerido.
En este caso la finalidad de la invención es proporcionar un sistema para transmitir señales de audio y vídeo que permite proporcionar servicios audiovisuales de radiodifusión de bajo coste a terminales de usuarios móviles capaces de funcionar simultáneamente como terminales de telefonía móvil UMTS, permitiendo que el usuario mantenga la conexión tanto con la red celular de telecomunicaciones como con los servicios audiovisuales de radiodifusión (por ejemplo, el terminal debe poder sonar debido a una llamada entrante incluso mientras esté recibiendo un programa de radio o TV; el usuario, cuando esté recibiendo un anuncio de radio/TV, debe poder activar una conexión con el sitio Web correspondiente).
Uno de los objetivos de la invención es proporcionar dicho sistema de transmisión sin un aumento apreciable de los costes de fabricación y del tamaño y el peso del terminal de usuario móvil con respecto a un terminal UMTS convencional.
Otro de los objetivos es proporcionar dicho sistema de transmisión usando instalaciones e infraestructuras de radiodifusión ya disponibles, sin la necesidad de inversiones en instalaciones nuevas.
Otro de los objetivos es conseguir que estén disponibles, para el usuario, servicios de información y entretenimiento con unos gastos de explotación que sean claramente menores que los correspondientes vinculados al uso de la red telefónica UMTS.
Esta finalidad, estos objetivos y otros objetivos y ventajas que se pondrán de manifiesto en adelante en la descripción se alcanzan por medio de la invención con una estructura de red y unos protocolos de red que presentan las características mencionadas en la reivindicación 1. Las reivindicaciones secundarias hacen referencia a otras características ventajosas de la invención.
A continuación se describe la invención de forma detallada en algunas formas de realización preferidas de la misma, proporcionadas a título de ejemplo no limitativo, haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:
la Figura 1 es una vista esquemática de una red celular UMTS y de un sistema de transmisión según la invención, interaccionando ambos con terminales de telefonía móvil UMTS;
la Figura 2 es un diagrama de la arquitectura de protocolos del sistema según la invención;
la Figura 3 es un diagrama explicativo que hace referencia al transporte de tablas descriptivas usado en la invención; y
la Figura 4 es un diagrama de bloques de un terminal de telefonía móvil que puede ser usado en el sistema según la invención.
Descripción de realizaciones preferidas
La invención se basa en el uso de dos redes superpuestas que funcionan sobre asignaciones de frecuencias independientes. Haciendo referencia a la Figura 1, una pluralidad de antenas 10 constituye las células de una red de telecomunicaciones bidireccionales UMTS con cobertura celular (en lo sucesivo designada como CELULAR), para servicios interactivos (tales como, por ejemplo, telefonía y acceso a Internet); dichas antenas 10 están conectadas a una pluralidad de terminales 12 de usuario, que se describirán posteriormente en el presente documento. Los terminales 12 de usuario pueden estar conectados además en una red de radiodifusión unidireccional (en lo sucesivo designada como RADIODIFUSIÓN), caracterizada por transmisores de alta potencia que tienen un área de cobertura grande, tales como el transmisor 14 de radiocomunicaciones, para emitir mediante radiodifusión servicios multimedia de radio y televisión sobre una banda de frecuencias portadoras que es diferente a la portadora de la red celular.
La invención se basa en el concepto del uso de los modos y protocolos del sistema UMTS tanto para los servicios interactivos (sistema UMTS convencional) como para los servicios para radiodifusión hacia terminales de usuarios móviles.
Mientras los terminales se registran ellos mismos y permanecen conectados a las redes celulares UMTS que transportan los servicios interactivos (teléfono, Internet), las redes de radiodifusión UMTS a las que en lo sucesivo se hará referencia también como B-UMTS), tal como propone la invención, transportan señales de radiodifusión unidireccionales (audio/vídeo y multimedia) hacia dichos terminales UMTS, usando protocolos de flujos continuos de multidifusión del tipo UDP-IP. Dichas redes no se comunican bidireccionalmente con los terminales individuales. Por otra parte, la red de radiodifusión funciona sobre frecuencias que son diferentes a las correspondientes a la red celular y usa infraestructuras existentes de radiodifusión.
En la implementación de la invención, el sistema UMTS que funciona sobre la red de tipo radiodifusión se modifica para no realizar los procedimientos bidireccionales en relación con el control de los terminales: es decir, localización del terminal, envío/solicitud de llamadas, control de la potencia y del haz de transmisión, asignación de secuencias de espectro ensanchado para la comunicación. De hecho, la transmisión de un servicio de radiodifusión no depende de la apertura de una conexión con un terminal específico, sino que progresa continuamente, con independencia de la presencia y el número de terminales receptores (tal como se produce en los sistemas de radiodifusión DVB o DAB). Por esta razón, la estación base de tipo radiodifusión usa protocolos IP del tipo unidireccional (tipo UDB-IP) y encamina todos los servicios de tipo radiodifusión a la portadora de radiofrecuencia, asignando a cada servicio una secuencia de espectro ensanchado específica, es decir, un "canal" UMTS específico.
El sistema según la invención se basa en protocolos y procedimientos de comunicaciones según la recomendación 3GPP del UMTS. No obstante, el estándar para servicios de flujo continuo de audio/vídeo según la recomendación 3GPP se basa en el principio de la demanda ("bajo demanda") por parte del usuario y en la asignación, con un procedimiento bidireccional, de un canal dedicado a cada usuario individual. Para evitar procedimientos bidireccionales entre la estación base y el terminal de usuario, uno o más terminales virtuales, en el comienzo de la transmisión, mediante la solicitud de los servicios de flujo continuo, dan inicio a los procedimientos para seleccionar los parámetros de transmisión correspondientes a los diversos canales de flujo continuo. A continuación, estos parámetros se almacenan en las tablas SI y son enviados a los usuarios, según los procedimientos establecidos por la invención. Siempre que se produce una variación en los servicios ofrecidos, la invención da inicio a un nuevo procedimiento de demanda de parte de los terminales virtuales. Este método permite evitar modificaciones en el estándar 3GPP del UMTS; si el estándar introduce formatos y procedimientos para el flujo continuo de audio/vídeo en el modo de radiodifusión, los mismos se podrían usar en el sistema según la invención.
La arquitectura de protocolos del sistema según la invención se puede dividir en dos macrocapas, tal como se muestra en la Figura 2: una macrocapa de radiocomunicaciones, basada en el estándar 3GPP, la cual comprende la capa física (PL, Capa Física, que hace referencia a la serie 25.2 del estándar 3GPP), la capa 2 (Capa de Enlace de Datos, que hace referencia a la serie 25.3 del el estándar 3GPP); y la capa 3 (Capa de Red, que hace referencia a la serie 25.4 del estándar 3GPP); y una macrocapa superior que comprende protocolos IP y de nivel superior (UDP, RTP, etcétera).
Haciendo referencia nuevamente a la Figura 2, los protocolos de capa superior IP definidos en esta memoria descriptiva se basan en el UDP. Esta opción no excluye el uso de otros protocolos para la capa superior.
La Capa de Aplicación es portadora del contenido. El contenido, en general, puede estar constituido por audio y vídeo o datos. El audio y el vídeo se codifican preferentemente según el MPEG-4 (estándar ISO/IEC 14496 y actualizaciones subsiguientes); la complejidad de la codificación se puede limitar a perfiles (no descritos en este caso) que establezcan la complejidad de las operaciones de decodificación. El contenido se puede codificar con otros estándares disponibles comercialmente en la actualidad (formato MPEG-4 de Microsoft, RealVideo y RealAudio, etcétera) o que se desarrollarán en el futuro, sin pretender limitar en el presente documento las posibilidades de codificación de los flujos continuos de audio y vídeo. Los datos pueden ser archivos, imágenes, páginas Web. La codificación de datos y de objetos multimedia no se limita en este caso a un estándar específico.
El contenido se organiza en estructuras adecuadas, las cuales se pueden encapsular fácilmente en los niveles subsiguientes. En el caso de flujos continuos MPEG-4 es posible usar el RTP (estándar de H. Schulzrinne, S. Casner, R. Frederick, V. Jacobson: "RTP: A Transport Protocol for Real-Time Applications", RFC1889, enero de 1996, aunque se puede consultar también, para el MPEG-4, la publicación "RTP Payload Format for MPEG-4 Audio/Visual Streams", RFC3016, Estándar propuesto, noviembre de 2000, de Y. Kikuchi, T. Nomura, S. Fukunaga, Y. Matsui, H. Kimata, y para otros formatos MPEG se puede consultar la publicación "RTP Payload Format for MPEG1/MPEG2 Video", RFC2250, enero 1998, de D. Hoffman, G. Fernando, V. Goyal, M. Civanlar); por otro lado, no se usan en cambio protocolos de gestión de sesiones, tales como el RTSP (H. Schulzrinne, A. Rao, R. Lanphier: "Real Time Streaming Protocol (RTSP)", RFC2326, Estándar propuesto, abril de 1998) y el SDP (M. Handley, V. Jacobson: "SDP: Session Description Protocol", RFC2327, Estándar propuesto, abril de 1998), ya que los mismos requieren un canal de retorno. No se prevé tampoco el uso de paquetes RTCP (ver el estándar RTP) o de protocolos para el control de la calidad de servicios sobre un canal según la invención, aunque dicho uso no se descarta en el caso de un funcionamiento híbrido de un canal de retorno (por ejemplo, usando el estándar UMTS). En el caso de datos, páginas Web, imágenes u otros objetos multimedia, es necesario usar protocolos basados en el UDP, los cuales no usan canales de retorno. Uno de los ejemplos de protocolo de transferencia de datos adecuado para la finalidad anterior es el conocido como BTFTP ("Protocolo Trivial de Transferencia de Archivos de Radiodifusión", Proyecto de Internet) y descrito en la solicitud de patente italiana n.º TO2000A000439, presentada el 12 de mayo de 2000 por el presente
solicitante.
La Capa UDP, según el estándar (ver publicación de J. Postel: "User Datagram Protocol", RFC768, agosto de 1980), es la capa intermedia, que posibilita el uso de protocolos que no presentan un canal de retorno y que por lo tanto son adecuados para el carácter de radiodifusión del sistema. Esta capa contiene funciones de transporte y, en parte debido al carácter unidireccional del canal, funciones de sesión. Con el UDP, es posible realizar el multiplexado/demultiplexado del contenido de una dirección IP individual en virtud del mecanismo de puertos.
La Capa IP define, según el estándar (ver publicación de J. Postel: "Internet Protocol", RFC791, septiembre de 1981), el nivel de transporte y la sintaxis para los datagramas IP, los cuales se pueden basar en el IPv4 aunque también, preferentemente, en el IPv6. La dirección del datagrama individual se define en la Capa IP. El modo de Radiodifusión UMTS usa direcciones de Multidifusión IP para distribuir el contenido en todos los terminales o en grupos de terminales. El direccionamiento de Multidifusión IP, además de conseguir que la Radiodifusión UMTS sea perfectamente interoperable con el mundo de Internet, resulta particularmente adecuado para el carácter de radiodifusión del sistema. El direccionamiento de Multidifusión IP se puede usar para casos específicos en los cuales sea necesario configurar un terminal UMTS individual. Los datagramas IP presentarán una MTU (Unidad de Transferencia Máxima) adecuada para la encapsulación en la capa UMTS.
Con respecto al direccionamiento, según la invención el mismo está definido por la Capa IP. En lo sucesivo se hace referencia al estándar IPv4. El uso de direcciones de Multidifusión para enviar contenido (224.0.0.0 a 239.255.255.255; ver también el documento de J. Reynolds y J. Postel: "Assigned Numbers", RFC1700, octubre de 1994) consigue que el envío de contenido resulte flexible y esté normalizado.
Para codificar los flujos continuos de audio/vídeo, se usa el estándar de codificación MPEG-4, en la versión normalizada por el grupo MPEG (estándar ISO/IEC 14496, octubre de 1998, y actualizaciones subsiguientes). No se descarta la posibilidad de usar estándares diferentes al RTP para el transporte de MPEG-4 (tipo Microsoft); esta opción depende de las capacidades de decodificación del terminal UMTS.
En cuanto a la descripción del contenido, una de las opciones que se puede proporcionar al sistema consiste en transportar toda esta información en la Capa de Aplicación del SC, en tablas adecuadas conocidas como Información de Servicio, o SI, aunque también es posible transportar la información en el nivel RADIO. Las SI se encuentran en forma de archivos de texto ASCII cuyo contenido se ajusta al estándar XML (ver recomendación W3C: "Extensible Markup Language (XML)", febrero de 1998, 2^{da} Edición, octubre de 2000). La Información de Servicio del canal SC se debe transmitir sobre una dirección IP y un puerto conocidos; una de las realizaciones prevé la dirección IP 230.1.2.3 y puerto 53000.
En el nivel de acceso de radiocomunicaciones, según la invención, la estación de radiodifusión UMTS-Radiodifusión transmite:
- - información genérica para el funcionamiento concreto del terminal de usuario, según se especifica en el estándar UMTS, incluyendo información del sistema común para la célula completa (por ejemplo, un indicador de la secuencia de codificación mediante aleatoriedad sobre el canal de transporte BCH), información de sincronización del terminal, señales piloto para realizar estimaciones del canal de transmisión, las cuales se corresponden respectivamente con los canales físicos P-CCPCH (Canal Físico de Control Común Principal), PSCH (Canal Físico de Sincronización) y CPICH (Canal Piloto Común) del el estándar 3GPP.
- - información sobre los servicios de radiodifusión presentes sobre el canal de radiofrecuencia. Esta información (conocida como Información de Servicio) está destinada a orientar al usuario en la elección de los servicios. En la realización preferida, este componente adopta la forma de una tabla la cual contiene la lista de servicios presentes en el canal de radiocomunicaciones y la información requerida por la capa física del receptor para sintonizar con dichos servicios (por ejemplo, secuencia de ensanchamiento, secuencia de codificación mediante aleatoriedad, codificación general, etcétera); la misma es transportada de forma preferente aunque no exclusiva por el canal de transporte FACH (Canal de Acceso Directo), el cual se corresponde con el canal físico S-CCPCH (Canal Físico de Control Común Secundario), cuya estructura se ofrece en la recomendación del ETSI TS 125 211 v.3.4.0., "Universal Mobile Telecommunications System (UMTS): Physical channels and mapping of transport channels onto physical channels (FDD)". Como alternativa, la tabla SI puede ser transportada por el canal de transporte PCH (Canal de Búsqueda), el cual se corresponde siempre con el canal físico S-CCPCH, asociado además al canal físico PICH (Canal Indicador de Búsqueda), usado normalmente para notificar al terminal móvil la presencia de información sobre el Canal de Búsqueda y usado en este caso para notificar al terminal móvil la presencia de variaciones de la tabla SI contenida en el Canal de Búsqueda. Como alternativas adicionales, las SI se podrían transportar sobre el canal BCH o sobre un canal dedicado DCH. La información requerida por el receptor para conectarse al canal de transporte de la Información de Servicio (incluyendo la secuencia de ensanchamiento asociada) se fija de antemano o se transmite en el canal BCH y es conocida para el receptor. La transmisión de este canal de información se produce de forma continua y cíclica, de manera que cada terminal, al activarse, se puede conectar inmediatamente a este canal y recibir información referente a los servicios proporcionados;
- - los diversos servicios de flujo continuo multimedia de audio/vídeo, los cuales viajan sobre canales de transporte dedicados DCH, divididos opcionalmente sobre múltiples canales físicos, por medio del CCTrCH (Canal de Transporte Compuesto Codificado). La asignación de los canales físicos se realiza en el transmisor dependiendo de los servicios a emitir mediante radiodifusión y de las características del canal de transmisión, y se almacena en la tabla SI.
La descripción del contenido no es necesaria aunque según la invención es deseable, ya que constituye los medios más directos con los cuales el terminal puede recoger información sobre las emisiones de radiodifusión en tiempo real.
La realización preferida de la invención está constituida por una señal que es compatible con el estándar UMTS, es emitida por la estación transmisora, y está formada por múltiples flujos continuos de información conocidos como canales y caracterizados, en el nivel RADIO, por secuencias adecuadas de espectro ensanchado. Uno de los canales (el canal de servicio, en lo sucesivo SC en aras de una mayor brevedad) está dedicado, en la realización preferida, a la descripción de otros canales y del contenido asociado a cada uno de entre otros dichos canales. El canal SC debe presentar características que sean conocidas para el terminal (secuencia de espectro ensanchado), el cual se conecta al primero durante la inicialización. Después de conectarse al canal SC, el terminal extrae del mismo información sobre los otros canales contenida en el canal físico de transmisión (secuencias de ensanchamiento, velocidades binarias y descripción del contenido de los otros subcanales extraídas del canal SC). El receptor, después de extraer la información contenida en el canal SC, puede ofrecer un menú al usuario y sintonizar con el canal adecuado si dicha opción es seleccionada por el usuario. Como alternativa, las tablas SI se pueden almacenar en un sitio de Internet, pueden ser descargadas por el usuario a través de la red celular UMTS y se pueden almacenar en el terminal. Cada vez que el administrador de la tabla SI varía su contenido, dicha situación debe ser comunicada a los usuarios (por ejemplo, a través de SMS) de manera que los mismos actualicen la copia almacenada en el terminal.
El terminal de usuario, al conectarse a la red B-UMTS, recibe información del sistema y señales piloto para la sincronización y ecualización del canal de transmisión, y la tabla SI que contiene información sobre los servicios disponibles. La tabla se almacena en el receptor y se vuelve a actualizar periódicamente o cuando lo indique la estación de radiodifusión (por ejemplo, sobre el canal PICH). Cuando el usuario selecciona el programa deseado, el receptor busca en la tabla la información referente al canal o canales físicos DCH para procesarla y trasladarla a los niveles subsiguientes.
La Información de Servicio usará por lo menos las tablas que se describen a continuación:
Tabla para asociar secuencias de ensanchamiento y canales: con el siguiente formato (en este caso, y en lo sucesivo, no se inserta el preámbulo XML para proporcionar la información de una forma más concisa):
100
La etiqueta <ssat> indica el comienzo de la tabla. La etiqueta <channel> indica el comienzo de la descripción de la asociación entre una secuencia de ensanchamiento y un canal. El número de canal c0 está asociado, por ejemplo, a la secuencia de ensanchamiento s0. A partir de esta tabla, el receptor obtiene las secuencias de ensanchamiento para cada canal. El número c0 permite referenciar el canal de una manera simbólica.
Tabla para asociar canales y contenido de canales:
101
La etiqueta <ccat> indica el comienzo de la tabla. La etiqueta <content> indica el comienzo de la descripción de la asociación entre un canal ch0 y las características de ese canal, según se especifica en las etiquetas subsiguientes. La etiqueta <description> asocia al canal un indicador, el cual se puede visualizar sobre el menú del receptor e indica el contenido del canal de una manera que pueda ser entendida por el usuario (clave de cadena de texto). La etiqueta <toc> especifica que en la dirección de multidifusión a0, en el puerto p0, se emite mediante radiodifusión, en un bucle, una tabla que proporciona una descripción detallada del canal que se está considerando. De este modo, la etiqueta <toc> es útil para canales que contienen más de un flujo continuo de audio/vídeo o datos. Si la clave de visualización tiene un valor diferente a cero, la tabla de contenido <toc> es el primer objeto a visualizar (por esta razón, el usuario puede navegar directamente en un menú local del canal). Si visualización es igual a 0 o no está presente, el servicio descrito en <service> es el primer objeto que se presenta (de este modo, el usuario ve inmediatamente, por ejemplo, el flujo continuo de audio/vídeo del canal). La etiqueta <service> especifica las características del servicio principal contenido en el canal; sa0 es la dirección de multidifusión, sp0 es el puerto; la clave de tipo especifica el tipo de servicio, como un Tipo de Medios de Internet (ver publicación de J. Reynolds, J. Postel: "Assigned Numbers", RFC1700, octubre de 1994 y actualizaciones subsiguientes), información que es necesaria en el nivel de aplicación para la interpretación del contenido. La etiqueta <bitrate> define como b0 la velocidad binaria del canal. Debería indicarse que cada una de las etiquetas descritas es opcional. La etiqueta <content> se debe repetir para cada canal.
Cada canal dedicado al contenido puede contener además, según especifique la etiqueta <toc> de la tabla anterior, una Tabla de Contenido que describa detalladamente todos los servicios adicionales que estén presentes.
Todos los canales que no son canales de servicio (tales como el SC) están destinados a transportar el contenido de audio/vídeo y de datos. Cada canal puede contener varios flujos continuos de audio/vídeo y datos, en la medida que lo permita la banda asignada al canal. La Tabla de Contenido específica del canal presenta la siguiente sintaxis:
102
en las que el significado de las etiquetas es similar a su significado en la tabla <ccat>.
El transporte de todas las tablas se realiza sobre la Capa de Aplicación. Las tablas se repiten en el canal SC periódicamente. Las tablas de contenido <ctoc> de cada canal, en el caso de que estén presentes, se repiten periódicamente. La realización preferida usa el BTFTP (Protocolo Trivial de Transferencia de Archivos de Radiodifusión) para el transporte de las tablas a través del UDP, aunque no se descartan otros protocolos de transporte.
La Figura 3 resume todo lo descrito anteriormente.
El uso de tablas XML constituye la realización preferida de la invención. Una de las realizaciones alternativas consiste en usar tablas codificadas según el estándar MPEG y DVB-SI (ISO13818-1, EN300-468), sustituyendo la información PID (identificador de paquete) por la información de canales (número de canales). Debería observarse que esta sustitución limita considerablemente la posibilidad de describir el contenido en el Nivel de Aplicación, ya que no es posible referenciar los diversos servicios presentes opcionalmente en cada canal en el momento actual. En relación con esto, en las subsiguientes implementaciones del sistema que se esté considerando se incorporarán las subsiguientes normalizaciones DVB (por ejemplo, la posibilidad de describir detalladamente en el DVB-SI los servicios en el nivel IP).
La Figura 4 es un diagrama de bloques de un terminal móvil de usuario UMTS mejorado según la invención, adecuado para interaccionar con las dos redes CELULAR y RADIODIFUSIÓN. El terminal 20 comprende en primer lugar un transceptor UMTS 22, el cual está conectado a una antena 24 para recibir una señal UMTS de radiofrecuencia de la red CELULAR, demodularla y decodificar su capa física (o capa de radiocomunicaciones) y para realizar las operaciones inversas de codificación y modulación con vistas a su transmisión a través de la misma antena 24, tal como es sabido para los expertos en la materia.
El terminal 20 comprende además circuitos 26 de decodificación de vídeo/audio, los cuales decodifican los niveles IP y superiores (UDP o similares, así como formatos de audio y vídeo tales como el MPEG, RealAudio, etcétera), tal como es sabido en la técnica, controlando una pantalla gráfica 28 y un altavoz 30. La transferencia de datos desde el transceptor UMTS 22 a los circuitos 26 de decodificación se produce por medio de un controlador 32, el cual presenta varias funciones de gestión que son conocidas en la técnica, tales como la detección de notificaciones de llamadas que llegan desde la red y la generación de indicaciones adecuadas para el usuario (sonidos en el altavoz 30 y/o información en la pantalla 28), la recepción de órdenes de un teclado 34 del terminal y la generación de las acciones adecuadas (llamadas a la red, servicios internos del terminal, etcétera) y por supuesto la transferencia de los datos recibidos de audio y vídeo hacia los circuitos 26 de decodificación de vídeo/audio.
El terminal 20 comprende además, nuevamente según una manera conocida de por sí, un micrófono 36, el cual acciona un codificador 38, que envía los datos codificados al controlador 32, el cual tiene también la función de transferirlos al transceptor 22 con vistas a su transmisión hacia la red.
Según la invención, el terminal 20, además de los componentes funcionales mencionados, los cuales son sustancialmente conocidos, comprende adicionalmente un receptor 40, conectado a la misma antena 24, para recibir señales de la red de RADIODIFUSIÓN, demodularlas y decodificar su capa física (o capa de radiocomunicaciones), tal como el transceptor 22. El receptor 40 está conectado también al controlador 32 para transferir al mismo las señales recibidas, de manera que a su vez el controlador 32 las transfiera hacia los circuitos 26 de decodificación, con vistas a visualizarlas finalmente en la pantalla 28 o reproducirlas en el altavoz 30. No obstante, el receptor 40 está normalmente inactivo y se puede activar por medio de una orden de habilitación que recibe a través de una línea 42 desde el teclado 34, por ejemplo, presionando un botón o por medio de otro procedimiento.
De este modo, según la invención, el controlador 32, además de las funciones convencionales antes mencionadas, tiene también la función de recibir y encaminar hacia los circuitos 26 de decodificación las señales que llegan desde el receptor 40, y más específicamente uno de los canales comprendidos en dichas señales, según la selección que llegue desde el teclado. Por ejemplo, el usuario podría buscar los servicios o programas disponibles en ese momento, presionando una tecla de avance, o, si conoce la clasificación del programa, seleccionando directamente un programa específico por medio de una combinación de teclas. En cualquiera de los casos, el controlador 32 continúa comunicándose con el transceptor UMTS 32 para monitorizar todas las llamadas entrantes y comunicarlas al usuario. La orden del teclado con la cual el usuario acepta la llamada deshabilita simultáneamente el receptor 40.
Si se implementan las tablas descriptivas de los programas, el terminal de usuario comprende además una memoria 44 de tablas SI, hacia la cual el controlador encamina los datos contenidos en el canal dedicado a dichas tablas. La memoria SI 44 se comunica con los circuitos 26 de decodificación de audio/vídeo, para visualizarlos en forma de menú sobre la pantalla 28. El usuario, por medio del teclado 34, transmite su selección al controlador 32.
Las modificaciones de los circuitos a aplicar en un controlador convencional para terminales de telefonía móvil UMTS con vistas a obtener las funciones antes descritas son evidentes para los expertos en la materia y por lo tanto, en aras de una mayor simplicidad, no se describen en el presente documento.
En uno de los escenarios típicos, el receptor debería realizar las siguientes operaciones:
- - inicialización y conexión con el canal SC, el cual contiene la información sobre los otros canales. Esto es posible gracias a que las características del canal SC son conocidas;
- - el terminal comienza a recibir las tablas transmitidas cíclicamente en la dirección por defecto del canal SC (IP 224.1.2.3, puerto 53000);
- - una vez que ha recibido la tabla de asociación <ssat> entre subcanales y secuencias de ensanchamiento, el receptor dispone de toda la información necesaria para recibir los otros subcanales;
- - una vez que ha recibido la tabla <ccat>, el receptor puede mostrar sobre la pantalla del usuario un menú con el contenido disponible. Se visualiza el contenido de la etiqueta <description> de cada sección <content>;
- - el usuario selecciona un elemento del menú;
- - el receptor, al conocer el número de canal asociado a ese elemento de menú, selecciona la secuencia de ensanchamiento que se corresponde con el canal y comienza a recibir datos;
- - si la etiqueta <toc> del canal contiene la tecla de visualización y dicha tecla es diferente de cero, el receptor muestra en la pantalla un submenú relacionado con el canal;
- - si la etiqueta <toc> del canal no contiene la clave de visualización o si dicha clave es nula, el receptor muestra en la pantalla el servicio principal (por ejemplo, un flujo continuo de audio/vídeo).
Con respecto a un sistema híbrido DVB/UMTS, el sistema descrito en la invención presenta ventajas importantes, entre las que se incluyen las siguientes: (1) el receptor usa tecnologías homogéneas y por lo tanto requiere unos costes de desarrollo más bajos; (2) el receptor de tipo DVB debe demodular un flujo continuo completo de 5-15 Mbit/s, mientras que el receptor UMTS puede demodular únicamente el servicio usado por el usuario (por ejemplo, 64-200 kbit/s) y por lo tanto presenta un consumo de la batería bastante menor.
Evidentemente en las realizaciones de la invención antes descritas es posible realizar modificaciones y variaciones en sus aspectos no esenciales. Las formas y métodos de encapsular los datos de radiodifusión, sin perder compatibilidad con el sistema UMTS, pueden variar, especialmente en las capas más superiores, dependiendo de los protocolos que también puedan estar disponibles en el futuro. Por ejemplo, se podrían omitir las tablas de servicio SI, especialmente si el número de los servicios multimedia ofrecidos es limitado, bien permitiendo que el usuario hojee sucesivamente los servicios ofrecidos en ese momento para seleccionar su favorito, o bien determinando de una sola vez los tipos de servicio disponibles y sus códigos. Debería entenderse también que la descripción del terminal de usuario es un esquema funcional preferido, entendiéndose que se pueden obtener las mismas funciones con otros medios equivalentes.

Claims (14)

1. Sistema para transmitir programas multimedia hacia una pluralidad de terminales (12) de telefonía móvil, comprendiendo cada uno de ellos un transceptor UMTS (22) que controla unos medios decodificadores (26) asociados a una pantalla gráfica (28) y a un altavoz (30), y conectados a una antena (24) para recibir una primera banda de frecuencias perteneciente a una red de telefonía celular UMTS que tiene una pluralidad de células (10) de baja potencia; comprendiendo además cada terminal de telefonía móvil un receptor (40) conectado a dicha antena (24) para recibir una segunda banda de frecuencias desde por lo menos un transmisor (14) de radiocomunicaciones de alta potencia capaz de emitir mediante radiodifusión múltiples programas multimedia en dicha segunda banda de frecuencias, sobre un área que comprende una pluralidad de células de la red UMTS, siendo conectable de forma seleccionable dicho receptor (40) a dichos medios decodificadores (26);
caracterizado porque dicho transmisor (14) de radiocomunicaciones de alta potencia está dispuesto para emitir mediante radiodifusión dicha pluralidad de programas multimedia en forma de señales compatibles con la capa física del protocolo UMTS y en canales UMTS respectivos identificados por códigos respectivos según el protocolo UMTS; y
porque dicho receptor (40) está dispuesto para decodificar las señales transmitidas por el transmisor de radiocomunicaciones de alta potencia, extraer una señal de uno seleccionado de entre dichos canales, y aplicar la señal decodificada desde el canal seleccionado a dichos medios decodificadores (26) asociados a la pantalla y al altavoz.
2. Sistema para transmitir programas multimedia según la reivindicación 1, caracterizado porque la señal emitida mediante radiodifusión por dicho transmisor (14) de radiocomunicaciones transporta cíclicamente tablas descriptivas que describen los servicios o programas multimedia contenidos en dichos canales.
3. Sistema para transmitir programas multimedia según la reivindicación 2, caracterizado porque dichas tablas descriptivas son transportadas en un canal UMTS predeterminado.
4. Sistema para transmitir programas multimedia según la reivindicación 3, caracterizado porque cada uno de dichos terminales (12) de telefonía móvil comprende además un área (44) de memoria para almacenar dichas tablas descriptivas recibidas, medios (26) para visualizar dichas tablas descriptivas sobre la pantalla (28), y medios (34) para recibir del usuario órdenes con vistas a seleccionar uno o más de entre dichos servicios o programas multimedia en la pantalla y con vistas a permitir la recepción del canal UMTS escogido.
5. Sistema para transmitir programas multimedia según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque dicho receptor (40) en cada uno de dichos terminales (12) de telefonía móvil está normalmente desactivado y puede ser activado por el usuario por medio de medios (36, 38) de control.
6. Sistema para transmitir programas multimedia según la reivindicación 5, caracterizado porque cada uno de dichos terminales (12) de telefonía móvil está provisto de medios (28, 30) de señalización visual y/o de audio controlados por dicho transceptor UMTS (22), para notificar al usuario la llegada de una llamada desde la red celular UMTS mientras dicho receptor (40) está en funcionamiento.
7. Sistema para transmitir programas multimedia según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la arquitectura de protocolos de las señales transmitidas por dicho transmisor de radiocomunicaciones comprende una macrocapa de radiocomunicaciones, la cual es compatible con el protocolo UMTS, y una macrocapa superior.
8. Sistema para transmitir programas multimedia según la reivindicación 7, caracterizado porque dicha macrocapa superior comprende una capa IP (Protocolo de Internet), una capa UDP (Protocolo de Datagrama de Usuario), y una capa de aplicación (Capa de Aplicación).
9. Sistema para transmitir programas multimedia según la reivindicación 8, caracterizado porque dicha capa de aplicación usa un protocolo RTP (Protocolo de Tiempo Real) para transportar las señales en formato MPEG-4.
10. Sistema para transmitir programas multimedia según la reivindicación 8, caracterizado porque dicha capa de aplicación usa un protocolo BTFTP (Protocolo Trivial de Transferencia de Archivos de Radiodifusión) para transportar datos de texto.
11. Sistema para transmitir programas multimedia según la reivindicación 9, caracterizado porque dichos datos de texto son tablas descriptivas que describen los servicios o programas multimedia.
12. Terminal móvil para ser usado en el sistema según una de las reivindicaciones 1 a 11, que comprende una pantalla gráfica (28) controlada por circuitos (26) de decodificación destinados a decodificar señales audiovisuales, un transceptor UMTS (22) dispuesto para recibir señales UMTS de una antena (24), y un controlador (32) el cual conecta el transceptor UMTS (22) con dichos circuitos (26) de decodificación, caracterizado porque el terminal comprende además un receptor (40) de señales que son compatibles con la capa física del protocolo UMTS, el cual puede ser activado por el usuario y sintonizado para recibir y demodular la señal emitida por dicho transmisor (14) de radiocomunicaciones y transferirla al controlador (32), y porque el controlador está dispuesto para transferir hacia dichos circuitos (26) de decodificación por lo menos uno de los canales de dicha señal recibida.
13. Terminal móvil según la reivindicación 12, caracterizado porque el controlador (32) está preconfigurado para recibir una selección de canal desde un teclado (34) y para seleccionar a partir de la señal el canal escogido con vistas a encaminarlo hacia los circuitos (26) de decodificación.
14. Terminal móvil según la reivindicación 12 o 13, caracterizado porque comprende además una memoria (44) para tablas que describen los servicios o programas multimedia la cual está conectada al controlador (32) y a los circuitos (26) de decodificación para recibir los datos de texto contenidos en un canal preestablecido y mostrar un menú de programas sobre la pantalla (28) del terminal.
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