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
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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.
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.
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):
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:
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:
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.
Applications Claiming Priority (2)
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