KR20050056915A - 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스들을 위한 패킷 데이터서빙 노드의 선택 - Google Patents

멀티캐스트/브로드캐스트 서비스들을 위한 패킷 데이터서빙 노드의 선택 Download PDF

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Abstract

본 발명은 브로드캐스트 전송들을 지원하는 무선 전송 시스템에서 통신을 위한 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)를 선택하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 패킷 제어 기능 노드는 다수의 통신 PDSN들을 결정하고 그 각각을 고유한 식별자에 할당한다. PCF는 그후에 주어진 통신의 멀티캐스트 어드레스에 기초하여 통신 가능한 PDSN들 중 하나를 선택한다. 일 실시예는 멀티캐스트 어드레스의 함수와 통신가능한 PDSN들의 갯수를 통한 모듈로 연산을 수행하며, 상기 모듈로 연산의 결과는 동일한 식별자와 상응한다.

Description

멀티캐스트/브로드캐스트 서비스들을 위한 패킷 데이터 서빙 노드의 선택{SELECTING A PACKET DATA SERVING NODE FOR MULTI-CAST/BROADCAST SERVICES}
본 발명은 일반적으로 무선 통신 시스템들에 관한 것이며, 특히 무선 통신 시스템에서의 메세지 전송을 위한 방법들 및 장치에 관한 것이다.
무선 통신 시스템들을 통한 패킷화된 데이터 서비스들에 대한 요구는 증가하고 있다. 종래의 무선 통신 시스템들은 음성 통신을 위해 설계되기 때문에, 데이터 서비스를 지원하기 위한 확장은 많은 도전들을 요구하였다. 대역폭의 보존은 대부분의 설계자들에게 가장 중요한 관심 대상이다. 브로드캐스트 전송들과 같은 단방향 전송들의 경우, 단일 브로드캐스트 컨텐트는 다수의 사용자들에게 제공된다. 사용자들은 고유한 식별자에 의해 식별되며, 그후에 어드레싱 정보에 포함된다. 상기 시스템에서, 다수의 인프라구조 엘리먼트들은 다수의 지정된 수신기들 각각을 식별하기 위해 브로드캐스트 패킷들을 복사해야할 수 있다. 전송 신호들의 복사는 유용한 대역폭을 소모시키기 때문에, 통신 시스템의 효율을 감소시키고 중간의 인프라구조 엘리먼트들의 처리 요구들을 증가시킨다. 특히 브로드캐스트 서비스에 대하여, 타겟 수신자들의 수가 매우 클 수 있으며, 따라서 자원 할당 및 사용가능한 대역폭의 손실에 대한 문제들이 발생된다.
그러므로, 무선 통신 시스템에서 다수의 수신자들에게 데이터를 전송하는 효율적이고 정확한 방법이 요구된다. 또한, 다수의 사용자들에게 브로드캐스트 데이터를 라우팅하는 방법이 요구되며, 상기 각각의 사용자는 타겟 수신자로서 유일하게 식별된다.
도 1은 다수의 사용자를 지원하는 스펙트럼 확산 통신 시스템의 다이어그램이다.
도 2는 브로드캐스트 전송들을 지원하는 통신 시스템의 블록 다이어그램이다.
도 3은 무선 통신 시스템에서 브로드캐스트 서비스 선택에 상응하는 프로토콜 스택의 모델이다.
도 4는 무선 통신 시스템 토폴로지에서 브로드캐스트 서비스를 위한 메세지 흐름의 흐름도이다.
도 5는 브로드캐스트 컨텐트의 멀티캐스트 인터넷 프로토콜 전송으로 브로드캐스트 전송을 지원하는 무선 통신 시스템의 기능적인 다이어그램이다.
도 6은 주어진 PCF와 통신가능한 다수의 PDSN들을 가지는 무선 통신 시스템이다.
도 7은 주어진 PCF와 통신가능한 다수의 PDSN들 중 하나를 선택하기 위한 흐름도이다.
제공되는 통신의 멀티캐스트 어드레스에 기초하는 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)를 선택하기 위한 방법을 제공함으로써 전술된 요구들을 처리하는 실시예들이 본 명세서에 개시된다. 일 실시예는 멀티캐스트 어드레스와 패킷 제어 기능(PCF) 노드에 의해 도달가능하거나 패킷 제어 기능(PCF) 노드와 통신하는 PDSN들의 갯수를 통한 모듈로 연산을 수행한다. 상기 모듈로 연산의 결과는 PDSN들의 갯수 중 하나와 상응한다.
일 측면에서, 브로드캐스트 전송들을 지원하고 하나의 프로토콜 제어 기능 노드와 다수의 패킷 데이터 서비스 노드들을 가지는 무선 통신 시스템에서, 전송 경로들을 셋업하기 위한 방법은 다수의 패킷 데이터 서비스 노드들 중 프로토콜 제어 함수 노드와 통신 가능한 패킷 데이터 서비스 노드들의 최초 갯수를 결정하는 단계 및 최초 갯수의 함수로서 최초 통신을 위한 최초 패킷 데이터 서비스 노드를 결정하는 단계를 포함한다.
또다른 측면에서, 브로드캐스트 전송들을 지원하고 하나의 프로토콜 제어 기능 노드와 다수의 패킷 데이터 서비스 노드들을 가지는 무선 통신 시스템에서, 전송 경로들을 셋업하기 위한 방법은 최초 통신의 멀티캐스트 어드레스를 결정하는 단계 및 멀티캐스트 어드레스의 함수로서 최초 통신을 위한 최초 패킷 데이터 서비스 노드를 결정하는 단계를 포함한다.
용어 "예시적인"은 본 명세서에서 독점적으로 "일례, 경우, 또는 설명으로서 제공되는"이라는 의미로 사용된다. 본 명세서에서 "예시적인"으로서 설명되는 임의의 실시예는 다른 실시예들을 통해 바람직하거나 유리하게 해석될 필요는 없다.
사용가능한 대역폭의 효율적인 사용은 시스템의 성능과 폭(breadth)에 영향을 준다. 이때문에, 데이터 또는 컨텐트 정보와 함께 전송되는 오버헤드 정보의 크기를 감소시키기 위해 다양한 기술들이 적용되어왔다. 예를 들면, 디지털 전송에서, 데이터는 프레임들내로 전송된다. 정보의 프레임은 일반적으로 헤더 정보, 데이터 페이로드 정보, 및 말단부를 포함한다. 프레임들은 데이터의 패킷 부분, 데이터의 메세지 부분, 또는 오디오 및/또는 비디오 스트림들과 같은 정보 스트림내의 연속적인 프레임들이 될 수 있다. 데이터의 각 프레임 (및 각각의 패킷 또는 메세지)에는 수신기가 프레임(들)내에 포함된 정보를 이해하도록 하는 프로세싱 정보를 포함하는 헤더가 추가된다. 상기 헤더 정보는 오버헤드, 즉 정보 컨텐트와 함께 전송되는 프로세싱 정보로 간주된다. 정보 컨텐트는 페이로드라 참조된다.
데이터 프레임들은 다양한 인프라구조 엘리먼트들을 통해 통신 시스템의 도처에 전송된다. 종래의 시스템에서, 다수의 사용자로의 정보의 전송은 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)와 같은 중앙 패킷 데이터 제어 포인트에서의 정보의 복사를 요구한다. 상기 복사는 PDSN의 처리 요구들을 증가시키고 사용가능한 대역폭을 낭비한다. 예를 들면, 주어진 시스템의 확장은 복사된 트래픽을 처리하기에 충분한 크기의 PDSN과 근사한 라우터들과 중계선(trunk)들을 요구할 수 있다. PDSN은 각각의 사용자들에게 정보를 전송하는 기지국들의 다수의 복사들을 전송한다. 종래의 접근은 단방향 브로드캐스트 서비스에서 특히 불리하며, 다수의 사용자들은 브로드캐스트 전송을 수신하고 있다. 상기 경우에 PDSN은 다수의 복사들을 생성하여 각각의 복사들에 특정 어드레스를 적용하고 상기 복사들을 각각 전송해야만 한다.
PDSN은 일반적으로 각각의 타겟 수신자들을 식별하는 추가의 헤더 정보를 제공하기 위해 요구된다. 브로드캐스트 서비스에 대하여, 타겟 수신자들의 수는 매우 많을 수 있고, 따라서 자원할당 및 사용가능한 대역폭 손실의 문제들을 발생한다.
무선 통신 시스템의 예시적인 실시예는 시스템의 정확성과 전송 요구들을 만족시키는 동시에 인프라구조 엘리먼트들에 의해 사용되는 대역폭을 감소시키는 데이터 전송 방법을 사용한다. 예시적인 실시예에서, PDSN 또는 중앙 패킷 데이터 라우터가 브로드캐스트에 포함된 각각의 BS 또는 PCF에 멀티캐스트 헤더를 가지는 메세지를 전송하는 것을 자유롭게 하는 BS 또는 패킷 제어 기능(PCF)노드에서 복사가 수행된다. 예를 들면, 메세지는 MC 트리를 통해 PCF에서 처리할 수 있고, 상기 PCF는 개별 유니캐스트(UC) 접속, 즉 PCF와 특정 BSC사이에서 생성된 접속 또는 안정된 터널을 통해 각각의 메세지를 전송한다. UC 접속은 포인트-대-포인트 접속으로 간주될 수 있음에 유의하라. 예시적인 실시예는 단방향 브로드캐스트 서비스를 지원한다. 브로드캐스트 서비스는 다수의 사용자들에게 비디오 및/또는 오디오 스트림들을 제공한다. 브로드캐스트 서비스의 가입자들은 브로드캐스트 전송을 액세스하기 위해 지정된 채널에 "튜닝"한다. 고속 비디오 브로드캐스트들의 전송에 대한 대역폭 요구가 클수록, 네트워크내의 홉(hop)들을 통해 복사된 패킷들의 복사 및 전송량을 감소시키는 것이 바람직하다.
이하의 논의는 일반적으로 스펙트럼 확산 무선 통신 시스템을 먼저 제공함으로써 예시적인 실시예를 개선시킨다. 다음에 브로드캐스트 서비스가 사용된다; 상기 서비스는 고속 브로드캐스트 서비스(HSBS)이고, 논의는 예시적인 실시예의 채널 할당을 포함한다. 가입 모델은 지불형 가입들, 무료 가입들, 및 텔레비전 전송들에서 현재 사용가능한 것과 유사한 하이브리드 가입 계획들의 선택을 포함하여 제공된다. 브로드캐스트 서비스에 액세스하는 특성들은 그후에 주어진 전송의 특성들을 정의하는 서비스 선택을 사용하여 상술된다. 브로드캐스트 시스템내의 메세지 흐름 시스템의 토폴로지, 즉. 인프라구조 엘리먼트들과 관련하여 논의된다. 따라서, 예시적인 실시예에서 사용되는 헤더 압축이 논의된다.
예시적인 실시예가 상기 논의 전반에서 일례로 제공되고 있지만, 선택적인 실시예들은 본 발명의 영역을 벗어나지 않는 다양한 측면들을 통합할 수 있음에 유의하라. 특히, 본 발명은 데이터 프로세싱 시스템, 무선 통신 시스템, 단방향 브로드캐스트 시스템, 및 정보의 효율적인 전송을 요구하는 임의의 다른 시스템에 적합하다.
무선 통신 시스템
예시적인 실시예는 브로드캐스트 서비스를 지원하는 스펙트럼 확산 무선 통신 시스템을 사용한다. 무선 통신 시스템들을 음성, 데이터, 등등과 같은 다양한 형태의 통신들을 제공하도록 광범위하게 전개된다. 상기 시스템들은 코드 분할 다중 액세스(CDMA), 시간 분할 다중 액세스(TDMA), 또는 임의의 다른 변조 기술들에 기초할 수 있다. CDMA 시스템은 증가된 시스템 용량을 포함하는 다른 형태의 시스템들을 통해 특정한 장점을 제공한다.
시스템은 본 명세서에서 IS-95라 참조되는 "TIA/EIA/IS-95 Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wide-Band Spread Spectrum Cellular System", 본 명세서에서 3GPP라 참조되는 "3rd Generation Partnership Project(3GPP)"라는 명칭의 협회에 의해 제공되고 본 명세서에서 W-CDMA 표준이라 참조되는 문서 번호들 3G TS 25.211, 3G TS 25.212, 3G TS 25.213 및 3G TS 25.214, 3G TS 25.302를 포함하는 일련의 문서들에 개시되는 표준, 본 명세서에서 3GPP2라 참조되는 "3rd Generation Partnership Project 2", 및 본 명세서에서 일반적으로 IS-2000 MC라 불리는 cdma2000 표준이라 참조되는 TR-45.5와 같은 하나 또는 그이상의 표준들을 지원하도록 설계될 수 있다. 전술된 표준들은 여기에서 참조로서 통합된다.
각각의 표준은 특히 기지국으로부터 이동국으로의 전송 및 그 반대의 전송을 위한 데이터의 처리를 정의한다. 예시적인 실시예로서, 하기의 논의는 프로토콜들의 cdma2000 표준과 일치하는 스펙트럼 확산 통신 시스템을 고려한다. 선택적인 실시예들은 또다른 표준을 통합할 수 있다. 다른 실시예들은 다른 형태의 데이터 프로세싱 시스템들에 본 명세서에 개시된 압축 방법들을 적용할 수 있다.
도 1은 다수의 사용자들을 지원하는 통신 시스템(100)의 일 예로서 제공되며, 본 발명의 임의의 측면들과 실시예들을 수행할 수 있다. 임의의 다양한 알고리즘들 및 방법들은 시스템(100)내의 전송들을 스케줄링하기 위해 사용될 수 있다. 시스템(100)은 다수의 셀들(102A 부터 102G까지)을 위한 통신을 제공하며, 상기 셀들의 각각은 상응하는 기지국(104A 부터 104G까지)에 의해 서비스된다. 예시적인 실시예에서, 임의의 기지국(104)은 다수의 수신 안테나들을 가지며, 다른 기지국들은 오직 하나의 수신 안테나를 갖는다. 유사하게, 임의의 기지국(104)은 다수의 송신 안테나들을 가지며, 다른 기지국들은 단일 송신 안테나를 갖는다. 송신 안테나들과 수신 안테나들의 조합들에 제한은 없다. 그러므로, 기지국(104)은 다수의 송신 안테나들과 단일 수신 안테나를 가질 수 있거나, 다수의 수신 안테나들과 단일 송신 안테나를 가질 수 있거나, 단일 또는 다수의 송신 및 수신 안테나들을 가질 수 있다.
커버리지 영역내의 단말들(106)은 고정되거나(즉, 정적인) 이동될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 터미널들(106)이 시스템 전체에 분포된다. 각각의 터미널(106)은 예를 들면 소프트 핸드오프가 사용되는지의 여부 또는 터미널이 다수의 기지국들로부터의 다중 전송들을 수신하기 위해 (동시에 또는 순차적으로) 설계 및 동작되는지의 여부에 따라 임의의 주어진 순간에 다운링크 및 업링크를 통해 적어도 하나 및 가능한 많은 기지국들(104)과 통신한다. CDMA 통신 시스템들내의 소프트 핸드오프는 당업자에게 공지되고 "Method and system for providing a Soft Handoff in a CDMA Cellular Telephone System"이라는 명칭의 미국 특허 번호 5,101,501호에 개시되며, 본 발명의 양수인에게 양수된다.
다운 링크는 기지국으로부터 단말로의 전송을 설명하고 업링크는 단말로부터 기지국으로의 전송을 설명한다. 예시적인 실시예에서, 임의의 단말들(106)은 다수의 수신 안테나들을 가지고 다른 단말들은 오직 하나의 수신 안테나를 갖는다. 도 1에서, 기지국(104A)은 다운링크를 통해 단말들(106B 및 106J)에 데이터를 전송하고, 기지국(104B)은 터미널들(106B 및 106J)에 데이터를 전송하며, 기지국(104C)은 터미널(106C)에 데이터를 전송한다.
무선 데이터 전송에 대한 요구의 증가 및 무선 통신 기술에서 사용가능한 서비스들의 확장은 특정 데이터 서비스들을 개발을 유도하였다. 상기 서비스 중 하나는 고속 데이터 레이트(HDR)로 설명된다. 예시적인 HDR 서비스는 "HDR specification"이라 참조되는 "EIA/TIA-IS856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification"에서 제안된다. HDR 서비스는 일반적으로 무선 통신 시스템에서 데이터의 패킷들을 전송하는 효율적인 방법을 제공하는 음성 통신 서브시스템에 대한 오버레이(overlay)이다. 전송되는 데이터량과 전송들의 횟수가 증가할수록, 무선 전송들을 위해 사용가능한 제한된 대역폭은 중요한 자원이 된다. 따라서, 사용가능한 대역폭의 사용을 최대 활용하는 통신 시스템에서 전송들을 스케줄링하는 효율적이고 형평성 있는 방법이 요구된다. 예시적인 실시예에서, 도 1에서 설명되는 시스템(100)은 HDR 서비스를 가지는 CDMA 형태의 시스템과 일치한다.
고속 브로드캐스트 시스템(HSBS)
무선 통신 시스템(200)이 도 2에 설명되며, 비디오 및 오디오 정보가 패킷 데이터 서비스 노드(PDSN)(202)에 제공된다. 비디오 및 오디오 정보는 텔레비전 방송된 프로그래밍 또는 무선 전송이 될 수 있다. 정보는 IP 패킷들과 같이 패킷화된 데이터로서 제공된다. PDSN(202)은 액세스 네트워크(AN)내로의 분포를 위해 IP 패킷들을 처리한다. 도시된 AN은 다수의 MS(206)과 통신하는 BS(204)를 포함하는 시스템의 부분들로서 정의된다. PDSN(202)은 BS(204)에 접속된다. HSBS 서비스에 대하여, BS(204)는 PDSN(202)으로부터의 정보의 스트림을 수신하여 시스템(200)내의 가입자들에게 지정된 채널을 통해 정보를 제공한다.
주어진 섹터내에서, HSBS 브로드캐스트 서비스가 전개될 수 있는 몇가지 방법이 존재한다. 시스템의 설계시 수반되는 인자들은 지원되는 HSBS 세션들의 갯수, 주파수 할당들의 횟수, 및 지원되는 브로드캐스트 물리 채널들의 갯수를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다.
HSBS는 무선 통신 시스템에서 무선 인터페이스를 통해 제공되는 정보의 스트림이다. "HSBS 채널"은 브로드캐스트 컨텐트에 의해 정의되는 단일 논리 HSBS 브로드캐스트 세션을 설명한다. 주어진 HSBS 채널의 컨텐트는 오전 7시 뉴스, 오전 8시 일기예보, 오전 9시 영화등과 같이 시간과 함께 변화할 수 있음에 유의하라. 스케줄링에 기초하는 시간은 단일 TV 채널과 유사하다. "브로드캐스트 채널"은 단일 순방향 링크 물리채널, 즉 브로드캐스트 트래픽을 운반하는 주어진 월시 코드를 설명한다. 브로드캐스트 채널, 즉 BCH은 단일 코드분할 다중(CDM) 채널과 상응한다.
단일 브로드캐스트 채널은 하나 또는 그이상의 HSBS 채널들을 운반할 수 있으며; 상기 경우에, HSBS 채널들은 단일 브로드캐스트 채널내의 시간 분할 다중(TDM) 방식으로 멀티플렉싱될 것이다. 일 실시예에서, 단일 HSBS 채널은 하나의 섹터내에 하나 이상의 브로드캐스트 채널에서 제공된다. 또다른 실시예에서, 단일 HSBS 채널은 서로다른 주파수들을 통해 그들의 주파수들내의 가입자들을 서빙하도록 제공된다.
예시적인 실시예에 따라, 도 1에서 설명된 시스템(100)은 고속 브로드캐스트 서비스(HSBS)로 참조되는 고속 멀티미디어 브로드캐스팅 서비스를 지원한다. 서비스의 브로드캐스트 능력들은 비디오 및 오디오 통신들을 지원하기에 충분한 데이터 레이트의 프로그래밍을 제공하도록 지정된다. 일례로서, HSBS의 애플리케이션들은 영화들, 스포츠 이벤트들 등등의 비디오 스트리밍을 포함한다. HSBS 서비스는 인터넷 프로토콜(IP)에 기초한 패킷 데이터 서비스이다.
예시적인 실시예에 따라, 컨텐트 서버(CS)는 시스템 사용자에게 상기 고속 브로드캐스트 서비스의 사용가능성을 통지한다. HSBS 서비스를 수신하기를 원하는 임의의 사용자는 CS를 사용하여 가입할 수 있다. 가입자는 그후에 CS에 의해 제공될 수 있는 다양한 방식들로 브로드캐스트 서비스 스케줄을 스캐닝할 수 있다. 예를 들면, 브로드캐스트 스케줄은 광고들, 단문 관리 시스템(SMS) 메세지들, 무선 애플리케이션 프로토콜(WAP), 및/또는 일반적으로 이동 무선 통신들과 일치하며 이동 무선 통신들에서 편리한 임의의 다른 수단들을 통해 통신될 수 있다. 이동 사용자들은 이동국들(MS들)이라 참조된다. 기지국들(BS들)은 제어 및 정보를 위해 지정된 채널들 및/또는 주파수들을 통해 전송되는 메세지들과 같은 오버헤드 메세지들 및 페이로드되지 않은(non-payload) 메세지들내의 HSBS 관련 파라미터들을 전송한다. 페이로드는 전송의 정보 컨텐트를 설명하며, 브로드캐스트 세션에 대하여 페이로드는 브로드캐스트 컨텐트, 즉 비디오 프로그램등이 된다. 브로드캐스트 서비스 가입자가 브로드캐스트 세션, 즉 특정 브로드캐스트 스케줄링된 프로그램을 수신하기를 원할 때, MS는 오버헤드 메세지들을 판독하여 적절한 구성들을 터득한다. MS는 그후에 HSBS 채널을 포함하는 주파수로 튜닝하여 브로드캐스트 서비스 컨텐트를 수신한다.
예시적인 실시예의 채널 구조는 cdma2000 표준과 일치하며, 상기 순방향 보충 채널(F-SCH)은 데이터 전송들을 지원한다. 일 실시예는 데이터 서비스들의 더 높은 데이터 레이트 요구들을 달성하기 위해 다수의 순방향 보충 채널들(F-FCHs) 또는 순방향 전용 제어 채널들(F-DCCH)을 번들(bundle)한다. 예시적인 실시예는 64kbps의 페이로드(RTP 오버헤드를 제외하고)를 지원하는 BSCH에 대한 기준으로 F-SCH를 사용한다. F-BSCH는 또한 예를 들면, 64-kbps의 페이로드 레이트를 더 낮은 레이트들의 서브스트림들로 분할함으로써 다른 페이로드 레이트들을 지원하도록 변경될 수 있다.
일 실시예는 또한 몇가지 서로다른 방법들에서 그룹 호출들을 지원한다. 예를 들면, 현존하는 유니캐스트 채널들, 즉 분배하지 없이 MS당 하나의 순방향 링크 채널을 사용함으로써 순방향 및 역방향 링크를 모두를 통해 F-FCH(또는 F-DCCH)이 사용된다. 또다른 예로서, 순방향 링크를 통한 F-SCH(동일한 섹터내의 그룹 멤버들에 의해 공유되는) 및 F-DCCH(대부분의 시간에 프레임들이 없지만 순방향 파워 제어 서브채널인) 및 역방향 링크를 통한 R-DCCH가 적용된다. 또다른 예로서, 순방향 링크를 통한 고속 F-BSCH 및 역방향 링크를 통한 액세스 채널(또는 향상된 액세스 채널/역방향 공통 제어 채널 조합)이 사용된다.
고속 데이터 레이트를 가지는 예시적인 실시예의 순방향 브로드캐스트 보충 채널(F-BSCH)은 적당한 커버리지를 제공하기 위해 기지국의 순방향 링크 전력의 상당한 부분을 사용할 수 있다. HSBC의 물리 계층 설계는 브로드캐스트 환경에서 효율적인 개선에 집중된다.
비디오 서비스들을 위한 적당한 지원을 제공하기 위해, 시스템 설계는 채널을 전송하는 다양한 방법들을 위해 요구되는 기지국 전력 및 상응하는 비디오 품질을 고려한다. 설계의 일 측면은 커버리지의 에지에서 인지되는 비디오 품질과 셀사이트에 인접하여 인지되는 비디오 품질사이의 주요 교환이다. 페이로드 레이트가 감소되면, 효율적인 에러 정정 코드 레이트는 증가되고, 주어진 레벨의 기지국 전송 전력은 셀의 에지에 더 양호한 커버리지를 제공할 것이다. 기지국들에 인접하게 배치된 이동국들에 대하여, 채널의 수신은 에러에 대하여 자유로우며(error-free) 비디오 품질은 더 낮은 소스 레이트로 인해 낮아질 것이다. 상기 동일한 교환은 또한 F-BSCH가 지원할 수 있는 다른 비-비디오 애플리케이션에도 적용된다. 채널에 의해 지원되는 페이로드레이트를 낮추는 것은 상기 애플리케이션들에 대하여 다운로드 속도가 감소되는 비용으로 커버리지를 증가시킨다. 비디오 품질과 데이터 스루풋 대 커버리지 사이의 상대적인 중요성을 조화시키는 것이 목적이다. 선택된 구성은 애플리케이션 용도로 최적화된 구성 및 모든 가능성들 사이에서 양호한 절충안을 추구한다.
F-BSCH에 대한 페이로드는 중요한 설계 파라미터이다. 하기의 가정들은 예시적인 실시예에 따라 브로드캐스트 전송들을 지원하는 시스템의 설계시 사용될 수 있다:(1)타겟 페이로드 레이트는 64kbps이며, 적절한 비디오 품질을 제공한다; (2) 비디오 서비스들을 스트리밍하는 동안, 페이로드 레이트는 RTP 패킷들의 패킷 오버헤드당 128-비트 바이트를 포함하도록 가정된다; (3) RTP와 물리계층 사이의 모든 계층들에 대한 평균 오버헤드는 약 64이며, 즉 패킷당 8-비트 바이트들과 MUXPDU 헤더에 의해 사용되는 F-SCH 프레임 오버헤드이다.
예시적인 실시예에서, 비-비디오 브로드캐스트 서비스들에 대하여, 지원되는 최대 레이트는 64kbps이다. 그러나, 64kbps이하의 많은 다른 가능한 페이로드 레이트가 달성될 수 있다.
가입 모델들
자유 액세스, 제어된 액세스, 및 부분적으로 제어된 액세스를 포함하는 HSBS 서비스를 위해 몇가지 가능한 가입/수익 모델들이 있다. 자유 액세스에 대하여, 서비스를 수신하기 위해 가입이 요구되지는 않는다. BS는 암호화 없이 컨텐트를 브로드캐스팅하며, 흥미가 있는 모바일들은 컨텐트를 수신할 수 있다. 서비스 제공자에 대한 수익은 브로드캐스트 채널에서 전송될 수 있는 광고들을 통하여 발생될 수 있다. 예를 들면, 입력되는 영화-칩들은 스튜디오들이 서비스 제공자에게 돈을 지불하기 위해 전송될 수 있다.
제어된 액세스에 대하여, MS 사용자들은 서비스에 가입하고 브로드캐스트 서비스를 수신하기 위해 사응하는 수수료를 지불한다. 가입되지 않은 사용자들은 HSBS 서비스를 수신할 수 없다. 제어된 액세스는 HSBS 전송/컨텐트를 암호화하여 가입된 사용자들만이 컨텐트를 해독할 수 있도록 함으로써 수행될 수 있다. 상기 액세스는 무선으로 암호키 교환 절차들을 사용할 수 있다. 상기 방식은 강력한 보안을 제공하고 서비스의 손실을 방지한다.
부분적으로 제어된 액세스라 참조되는 하이브리드 액세스 방식은 간헐적인 암호화되지 않은 광고 전송들과 함께 암호화된 가입자-기반 서비스로서 HSBS 서비스를 제공한다. 상기 광고들은 암호화된 HSBS 서비스로의 가입들을 촉진시키도록 의도될 수 있다. 상기 암호화되지 않은 세그먼트들의 스케줄은 외부 수단들을 통해 MS에 공지될 수 있다.
HSBS 서비스 선택
HSBS 서비스 선택은 (1) 프로토콜 스택; (2) 프로토콜 스택내의 선택들; 및 (3)서비스를 셋업 및 동기화하기 위한 절차들에 의해 정의된다. 예시적인 실시예에 따른 프로토콜 스택은 도 3 및 도 4에 도시된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 예시적인 실시예에서 프로토콜 스택은 인프라구조 엘리먼트, 즉 MS, BS, PDSN 및 CS로 규정된다.
도 3에서 계속해서, MS의 애플리케이션 계층에 대하여, 프로토콜은 오디오 코덱, 비주얼 코덱, 뿐만 아니라 임의의 비주얼 프로파일들을 규정한다. 또한, 프로토콜은 RTP가 사용될 때의 무선 전송 프로토콜(RTP) 페이로드 형태들을 규정한다. MS의 전송 계층에 대하여, 프로토콜은 사용자 데이터그램 프로토콜(UDP) 포트를 규정한다. MS의 보안 계층은 프로토콜에 의해 규정되며, 보안 파라미터들은 보안이 초기에 CS와 관련될 때 대역외 채널들을 통해 제공된다. 네트워크 계층은 IP 헤더 압축 파라미터들을 규정한다. 일 실시예에 따라, 링크 계층에서, 데이터 패킷들은 압축되며, 적절한 프레이밍 프로토콜이 압축된 데이터에 적용된다.
메세지 흐름
도 4는 주어진 시스템 토폴로지를 위한 일 실시예의 호출 흐름을 도시한다. 시스템은 수평축상에 열거된 것과 같은 MS, BS, PDSN 및 CS를 포함한다. 수직축은 시간을 표시한다. 사용자 또는 MS는 HSBS 서비스에 대한 가입자이다. 시간 t1에서 MS 및 CS는 브로드캐스트 서비스를 위한 가입자의 보안에 대해 협상한다. 협상은 브로드캐스트 채널을 통해 브로드캐스트 컨텐트를 수신하기 위해 사용되는 암호키들 등의 교환 및 유지를 포함한다. 사용자는 암호 정보의 수신을 통한 CS와의 보안 관계를 성립한다. 암호 정보는 CS로부터 브로드캐스트 액세스 키(BAK) 또는 키 조합등을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, CS는 PPP, WAP, 또는 다른 대역외 방법들을 통한 패킷 데이터 세션동안 지정된 채널을 통해 암호 정보를 제공한다.
시간 t2에서 MS는 브로드캐스트 채널로 튜닝하고 패킷들을 수신하기 시작한다. 상기 시간 포인트에서, MS는 IP/ESP 헤더가 ROHC를 통해 압축되기 때문에 수신된 패킷들을 처리할 수 없고, MS의 압축해제기는 초기화되지 않는다. PDSN은 시간 t3에서 헤더 압축 정보(하기에서 상세히 설명되는)를 제공한다. ROHC 패킷 헤더로부터, MS는 PDSN으로부터 브로드캐스트 채널로 주기적으로 전송된 ROHC 초기화 및 재시작(IR) 패킷을 검출 및 획득한다. ROHC IR 패킷은 수신된 패킷들의 IP/ESP 헤더를 압축해제 하도록 하기 위해 MS내의 압축해제기의 상태를 초기화하도록 사용된다. MS는 그후에 수신된 패킷들의 IP/ESP 헤더를 처리할 수 있지만, MS는 페이로드가 CS에서 짧은-항목(term)의 키(SK)를 사용하여 암호화되는 것처럼 ESP 페이로드를 처리하기 위한 추가 정보를 요구한다. SK는 BAK와 대등하게 동작하며, 상기 SK는 BAK를 사용하여 수신기에서 해독된다. CS는 시간 t4에서 업데이트된 키 정보 또는 현재의 SK와 같은 추가의 암호 정보를 제공한다. CS는 브로드캐스트의 진행중인 보안을 보장하기 위해 MS에 주기적으로 상기 정보를 제공하고 있음에 유의하라. 시간 T5에서 MS는 CS로부터 브로드캐스트 컨텐트를 수신한다. 선택적인 실시예는 헤더 정보의 효율적인 전송을 제공하는 선택적인 압축 및 압축해제 방법들을 통합할 수 있음에 유의하라. 또한, 선택적인 실시예들은 브로드캐스트 컨텐트를 보호하기위한 다양한 보안 방식들을 수행할 수 있다. 선택적인 실시예들은 여전히 비-보안 브로드캐스트 서비스를 제공할 수 있다. MS는 브로드캐스트 컨텐트를 해독하여 디스플레이하기 위해 SK와 같은 암호 정보를 사용한다.
액세스 네트워크
시스템(300)에 대한 일반적인 액세스 네트워크 토폴로지는 CS(326), 2개의 PDSN(320, 322), PCF(310), 함께 배치된(co-located) PCF 및 BSC(312), 및 3개의 BSC(302, 304, 306)을 포함하는 도 5에 도시된다. CS(326)은 IP 구름형 블록(324)을 경유하여 PDSN(320, 322)에 접속된다. IP 구름형 블록(324) 및 IP 구름형 블록들(314 및 308)은 기본적으로 CS로부터 데이터의 다양한 수신자들로의 IP 경로를 형성하는 상호접속된 라우터들의 구성이다. IP 구름형 블록(308)에서, A10 터널이라 참조되는 실제 터널은 PDSN(320)으로부터 PCF(310) 및 PCF/BSC(312)의 각각으로의 정보를 전송하기 위해 형성된다. 터널은 GRE 터널이 될 수 있다. A9라 참조되는 프로토콜은 A8 터널을 성립하기 위해 사용된다. IP 구름형 블럭(308)은 A8/A9 구름형 블럭이라 명명될 수 있다. IP 구름형 블럭(314)에서, A10 터널이라 참조되는 실제 터널은 PDSN(320)으로부터 PCF(310) 및 PCF/BSC(312)의 각각으로의 정보를 전송하기 위해 형성된다. 하나의 A10 터널은 PDSN(320)으로부터 PCF(310)으로 형성되고 제 2 A10 터널은 PDSN(320)으로부터 PCF/BSC(312)로 형성됨에 유의하라. 터널들은 GRE 터널들이 될 수 있다. A11이라 참조되는 프로토콜은 A10을 성립하기 위해 사용된다. IP 구름형 블록(314)은 A10/A11 구름형 블록이라 명명될 수 있다. 일 실시예는 전술된 cdma2000 및 HDR 표준들에서 규정된 것과 일치한다. 액세스 네트워크(AN)는 PDSN으로부터 최종 사용자, 예를 들면 MS로의 엘리먼트들 및 접속들로서 정의된다.
일 실시예에 따라, 브로드캐스트 CS(326)는 암호화된 브로드캐스트 컨텐트를 포함하는 IP 패킷들을 클래스-D 멀티캐스트 IP 어드레스에 의해 식별되는 멀티캐스트 그룹에 전송한다. 상기 어드레스는 IP 패킷들의 목적 어드레스 필드에 사용된다. 주어진 PDSN(320)은 상기 패킷들의 멀티캐스트 라우팅에 참여한다. 압축 이후에, PDSN(320)은 전송을 위한 HDLC 프레임내에 각각의 패킷을 배치한다. HDLC 프레임은 일반 라우팅 캡슐화(GRE) 패킷에 의해 캡슐화된다. GRE 캡슐화는 전술된 A10 터널을 형성함에 유의하라. GRE 패킷 헤더의 키 필드는 브로드캐스트 베어러(bearer) 접속을 나타내는 특정값을 사용한다. GRE 패킷은 PDSN(320)의 IP 어드레스를 식별하는 소스 어드레스 필드를 가지는 20 바이트의 IP 패킷 헤더에 추가되며 목적 어드레스 필드는 클래스-D 멀티캐스트 IP 어드레스를 사용한다. 멀티캐스트 IP 어드레스는 CS(326)로부터 원래의 IP 패킷에 의해 사용되는 어드레스와 동일하다. 브로드캐스트 접속에서 전달된 패킷들은 병렬로 제공되며; 일 실시에에서, GRE 시퀀스 특징이 인에이블된다. IP 멀티캐스트 패킷들의 복사는 멀티캐스트가 가능한 라우터들에서 수행된다. 선택적인 실시예에 따라, IP 구름형 블록(314)은 개별 수신 PCF(들)에 포인트-대-포인트 또는 유니캐스트 터널들을 수행함에 유의하라. 상기 접속 포인트에 대한 멀티캐스트 링크 또는 유니캐스트 링크의 결정은 상위 계층에서 수행되며, 상기 UC 터널들은 보안을 강화시키고 MC 트리는 효율성을 제공한다.
예시적인 실시예에 따라, CS(326)은 멀티캐스트 IP 어드레스를 통해 PDSN(320)에 데이터를 전송하며, 상기 PDSN(320)은 또한 멀티캐스트 IP 어드레스를 통해 PCF(310) 및 PCF/BSC(312)에 데이터를 추가 전송한다. 예를 들어, PCF(310)은 목적 가입자 그룹내의 활성 세트에서 개별 사용자들의 수를 결정하여 상기 사용자들 각각에 대한 CS(326)로부터 수신된 프레임을 복사한다. PDSN PCF(310)은 가입자 그룹내의 사용자들의 각각에 상응하는 BSC(들)을 결정한다.
일 실시예에서, BSC(304)는 근접한 BSC(들)에 전송하기 위해 적응되며, 상기 BSC(304)는 수신된 패킷들을 복사하여 하나 또는 그이상의 인접 BSC(들)에 전송한다. BSC들의 연결은 더 양호한 소프트 핸드오프 성능을 산출한다. "앵커(anchoring)" BSC 방법은 더 양호한 소프트 핸드오프 성능을 산출한다. 앵커 BSC(304)는 전송 프레임을 복사하여 동일한 시간-스탬프와 함께 인접 BSC(들)에 전송한다. 시간-스탬프 정보는 이동국이 서로다른 BSC들로부터 전송프레임들을 수신하는 것과 같이 소프트 핸드오프 동작의 기준이 된다.
멀티캐스트 서비스
브로드캐스트 서비스의 한 형태는 멀티캐스트(MC) 서비스 또는 "그룹 호출(GC)"이라 참조되며, 상기 "GC 그룹"은 GC내의 참가자들이 될 수 있는 사용자들을 포함하고, 사용자들의 그룹은 주어진 MC 컨텐트에 대하여 식별된다. 사용자들의 그룹은 MC그룹이라 참조될 수 있다. MC 컨텐트는 오직 MC 그룹 멤버들을 위해 지정된다. MC 그룹내의 각각의 활동중인 사용자는 AN과 함께 등록된다. AN은 그후에 각각의 등록된 사용자의 위치를 추적하여 상기 위치들로의 MC 메세지의 전송을 타겟화한다. 특히, AN은 MC 그룹의 각각의 사용자들이 위치되는 셀, 섹터, 및/또는 지리적인 영역을 결정하며, 그후에 상기 셀들, 섹터들, 및/또는 지리적인 영역들과 관련된 PCF들에 메세지를 전송된다.
상기 BC 메세지가 위치의 인식 및 수신자들 또는 가입자들의 활동과는 관계없이 전송되는 임의의 다른 형태의 브로드캐스트 서비스들과는 반대로, MC 서비스는 활동중인 사용자들의 인식, 특히, 각각의 활동중인 사용자의 위치를 사용하여 동작한다. 또한, 사용자들은 AN에 위치 정보를 제공한다. 일 실시예에서, MC 그룹내에서 활동중인 사용자들은 특히 인터넷 그룹 관리 프로토콜(IGMP) 메세지를 사용함으로써 IP 통신들을 통해 AN을 등록한다. MC 서비스가 각각의 사용자들의 위치를 식별할 수 있고 MC가 상기 위치들에서 전송을 타겟화하기 때문에, MC 서비스는 PCF(들) 및 PDSN(들) 사이에서 라우터를 사용한다. MC 서비스는 CS로부터 MC 그룹에서 활동중인 사용자와 통신하는 각각의 PCF로의 경로를 제공하는 연결 트리들을 형성한다. 상기 트리는 MC 트리라 참조된다.
인터넷에 접속된 컴퓨터 네트워크와 같은 종래의 IP 네트워크 또는 시스템에서, 만약 사용자가 MC 컨텐트라 참조되는 MC 형태의 정보를 수신하기를 원하면, 사용자는 인터넷 그룹 관리 프로토콜(IGMP)을 사용하여 최인접 라우터를 등록한다. 라운터는 그후에 그다음으로 인접하는 라우터를 등록함으로써 MC 트리를 형성하는 프로세스를 시작한다. CS는 그후에 MC IP 패킷의 형태로 MC 컨텐트를 전송한다. MC IP 패킷은 그후에 MC 트리를 통해 원래의 라우터로 라우팅된다. 상기 라우터는 각각의 사용자가 원하는 MC 컨텐트에 대한 데이터를 복사한다. 컴퓨터 네트워크 내의 공통 브로드캐스트 매체는 동일한 정보 스트림에 다수의 사용자를 접속하는 이더넷 허브이다.
무선 통신 시스템들을 사용한 인터넷과 IP 네트워크들과의 조합은 몇가지 개별적인 문제들을 제공한다. 한가지 문제는 무선 네트워크를 통해 IP 네트워크로부터 정보를 라우팅하는 것이다. 몇가지 상호접속들이 무선 시스템에서 미리결정된다. 예를 들면, 전술된 바와 같이, BSC와 PCF간의 인터페이스는 A8/A9 접속에 의해 정의된다. 유사하게, PCF에서 PDSN으로의 접속은 A10/A11 접속에 의해 정의된다. 일 실시예는 PDSN과 PCF사이에 내부 MC 트리를 형성하고 PDSN과 CS사이에 외부 MC 트리를 형성한다. PCF는 그후에 MC 컨텐트를 요구하는 다양한 BSC들에 특정 채널들을 형성하다. 하기에서 논의되는 상기 실시예는 동작의 효율성을 제공한다. 또다른 실시예는 PDSN으로부터 MC 컨텐트를 수신하기 위한 각각의 개별 PCF로의 터널들을 셋업하는 동안 PDSN과 CS 사이에 외부 MC 트리를 형성한다. 상기 실시예는 보안 통신들을 제공한다.
일반적으로, MC 경로는 단 대 단(end-to-end)으로 고려되며, 상기 MC 컨텐트는 소스에서 발신하고 종단 사용자에게 전송된다. 종단 사용자는 MS가 일 수 있다. 선택적으로, MS는 MC 컨텐트를 네트워크에 라우팅하는 이동 라우터가 될 수 있다. 종단 사용자는 MC 컨텐트를 전송하지 않는다. MC 경로는 다수의 서로다른 형태들의 상호접속들을 포함할 수 있음에 유의하라. 예를 들면, 일 실시예는 PCF에서 종료 포인트를 가지는 전술된 내부 MC 트리와 PDSN에서 종료 포인트를 가지는 외부 MC 트리를 통합할 수 있다. 유사하게, MC 경로는 포인트-대-포인트 터널들을 포함할 수 있고, 상기 각각의 터널은 하나의 노드와 그로부터 떨어진 개별 노드사이에 형성된다.
도 5에 도시된 예시적인 실시예에 따라, 통신 시스템(300)은 IP 구름형 블록(324)을 경유하여 PDSN들(320 및 322)과 통신하는 CS(326)를 포함한다. CS(326)는 또한 도시되지 않은 다른 PDSN들과 통신함에 유의하라. IP 구름형 블록(324)은 멀티캐스트 라우터들(전술된 것과 같은) 및 구름형 블록(324)을 통해 데이터를 전송하기 위한 다른 라우터들과 같은 라우터들의 구성을 포함한다. IP 구름형 블록(324)을 통한 전송들은 IP 통신들이다. IP 구름형 블록(324)내의 라우터들은 인터넷 기술 작업 포스(IETF) 프로토콜들과 일치하는 타겟 수신자들로의 통신들(BC 메세지들 및 MC 메세지들과 같은)을 액세스 한다.
도 5에서 계속되어, PDSN(320 및 322)는 또다른 IP 구름형 블록(314)을 통해 PCF들(310 및 312) 뿐만 아니라 다른 PCF들(비도시)과 통신한다. IP 구름형 블록(314)은 멀티캐스트 라우터들 및 구름형 블록(314)을 통해 데이터를 전송하기 위한 다른 라우터들과 같은 라우터들의 구성을 포함한다. IP 구름형 블록(314)을 통한 전송들은 IP 통신들이다. IP 구름형 블록(314)내의 라우터들은 인터넷 기술 작업 포스(IETF) 프로토콜들과 일치하는 타겟 수신자들로의 통신들(BC 메세지들 및 MC 메세지들과 같은)을 액세스 한다. 또한, PCF(310)는 여전히 또다른 IP 구름형 블록(308)을 통해 BSC(304)와 통신한다. IP 구름형 블록(314)은 멀티캐스트 라우터들 및 구름형 블록(314)을 통해 데이터를 전송하기 위한 다른 라우터들과 같은 라우터들의 구성을 포함한다. IP 구름형 블록(314)을 통한 전송들은 IP 통신들이다. PCF(312)는 또한 BSC로서 동작하며, 시스템(300)(비도시)내의 임의의 사용자들과 통신한다. 명확성을 위해 3개의 BSC들, 특히 BSC들(302, 304, 및 306)이 도시됨에 유의하라. 시스템(300)은 임의의 갯수의 추가 BSC(비도시)를 포함할 수 있다. 선택적인 실시예들은 선택적인 구성들을 통합할 수 있고, IP 구름형 블록들(308, 314, 324)과 같은 다수의 IP 구름형 블록들에 의해 표시되는 임의의 또른 다른 접속들은 포인트-대-포인트 접속들과 교체될 수 있다. 포인트-대-포인트 접속은 PCF와 같은 하나의 포인트에서 BSC와 같은 다른 포인트로의 장치들 사이에서 수행되는 보안 접속이 될 수 있다. 포인트-대-포인트 접속은 터널링이라 불리는 방법을 사용하여 IP 구름형 블록(308)과 같은 IP 구름형 블록을 통해 수행된다. IP 패킷을 획득하는 터널링의 기본 개념은 패킷을 GRE/IP내에 캡슐화하여 그로인한 패킷을 목적 포인트에 전송하는 것이다. 만약 외부 IP 헤더의 목적 어드레스가 유니캐스트 IP 어드레스이면, 프로세스는 포인트-대-포인트 터널을 수행한다. 만약, 목적 어드레스가 멀티캐스트 IP 어드레스이면, 프로세스는 포인트-대-멀티포인트 터널을 수행한다. 이들은 모두 동일한 IP 구름형 블록 내에서 수행됨에 유의하라. 예를 들면, IP 구름형 블록(314)에서, 몇가지 서로다른 적용가능한 방법들이 있다. 한가지 방법은 포인트-대-포인트 터널을 형성하고, 제 2 방법은 포인트-대-멀티포인트 터널을 형성한다. 이는 구름형 블록(324)에서 사용되는 접속 방법과 대비되며, GRE 터널링은 사용되지 않고, 원래의 멀티캐스트 IP 패킷이 전송된다.
예시적인 실시예에서, CS(326)는 IP 구름형 블록(324)에서 사용될 멀티캐스트 IP 어드레스를 인식하여 HSBS 채널을 구성한다. CS는 페이로드라 참조되는 HSBS 컨텐트 정보를 전송하기 위해 MC IP 어드레스를 사용한다.
터널을 형성하기 위해, 메세지는 외부 IP 패킷 내에 캡슐화된다. 캡슐화된 메세지가 터널을 통해 전송함에 따라, 내부 IP 어드레스, 즉 원래의 IP 패킷의 IP 어드레스는 무시된다. 캡슐화는 원래의 IP 패킷의 인터넷 라우팅을 변경시킨다. 예시적인 실시예에서, MC 터널은 PDSN과 PCF사이의 MC 트리를 통해 BC 또는 BC 메세지를 라우팅한다.
예시적인 실시예에서, PDSN(320) 및 PCF들(310 및 312)은 MC 그룹과 연관된다. 다시 말해서, MC 그룹 멤버들은 PCF들(310 및 312)에 의해 서비스되는 셀들, 섹터들, 및/또는 지역적인 영역들내에 위치된다. 시스템(300)은 CS(326)로부터 PDSN(320)으로의 외부 MC 트리 및 PDSN(320)으로부터 PCF들(310 및 312)으로의 내부 트리를 형성한다. PDSN(320)은 IP 구름형 블록(324)내에 인접하는 멀티캐스트 라우터들을 연속적으로 등록함으로써 외부 MC 트리를 형성한다. 외부 MC 트리는 IP 네트워크를 통해 PDSN(320)으로부터 CS(326)로 형성된다. PDSN(320)은 외부 MC 트리를 통해 MC 그룹 멤버들에 대한 MC 메세지(들)을 수신한다. 다시말해서, MC 메세지들은 외부 MC 트리에 의해 구성된 외부 MC 터널을 통해 전송된다. PCF들(310 및 312)의 각각은 IP 구름형 블록(314)을 통해 PDSN(320)에 내부 MC 트리를 형성한다. PDSN(320)으로부터의 MC 메세지(들)은 GRE/IP 터널내의 내부 MC 트리를 통해 전송된다.
선택적인 실시예들은 전술된 방법들을 선택적인 BC 서비스들에 적용시킬 수 있고, 포인트-대-멀티포인트 전송이 사용된다. 연속적인 라우터들을 등록하는 블럭들(leaves) 또는 종료 포인트들에 의해 형성되는 MC 트리들의 사용은 통신 시스템에서 여분의 발생을 피하는 편리하고 동적인 방법을 제공한다. 또한, MC 트리들은 네트워크를 확장하기 위해 요구되는 인프라구조의 양을 감소시키는 증가된 확장성을 제공한다.
PDSN의 선택
패킷 제어 기능들(PCF)과 패킷 데이터 서빙 노드(PDSN)는 cdma2000 액세스 네트워크에서 정의되는 네트워크 엔티티들이며, 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스들을 지원하기 위해 사용된다. 일반적으로, PCF는 다수의 PDSN들과의 통신을 수행할 수 있다. 차례로, PDSN은 다수의 PCF들과 통신을 수행할 수 수 있다. 주어진 통신에 대한 데이터 트래픽의 전송 경로는 "베어러 전송"이라 참조된다. 순방향에서 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스에 대한 베어러 전송은 일반적으로 상기 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스에 가입된 이동국들에 의해 수신되기 이전에 PDSN, PCF, 및 기지국으로 이동한다. 전송 자원들을 절약하기 위해, 이동국들은 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스를 위해 공유된 무선 채널로 튜닝한다. 네트워크는 PCF들에 메세지들을 전송하기 위해 인터넷 프로토콜(IP)을 사용하며, 상기 일 실시예에서, 멀티캐스트/브로드캐스트는 32비트 IP 멀티캐스트 어드레스에 의해 식별된다.
주어진 PCF에 의해 제공되는 하나 이상의 전송이 IP 멀티캐스트 어드레스 X에 의해 식별되는 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스를 수신하기를 원하면, PCF는 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스를 전송하기 위해 PDSN을 사용하여 베어러 경로를 형성해야만 한다. 다수의 PDSN들은 PCF와 접속할 수 있기 때문에, PCF는 베어러 전송을 제공하기 위해 하나의 PDSN을 선택해야만 한다.
일 실시예에 따라, 방법은 멀티캐스트/브로드캐스트 메세지를 위해 PDSN을 자동 선택하며, 상기 메세지는 IP 멀티캐스트 어드레스 X에 의해 식별된다. 방법은 효율적으로 다수의 PDSN들상에 로딩시 평형성을 효율적으로 수행한다. 다시말해서, 만약 주어진 PCF가 N개의 PDSN들과 통신할 수 있고 본 실시예의 방법을 수행하여 상기 PCF를 통화해야만 하는 M개의 멀티캐스트/브로드캐스트 메세지들 또는 서비스들이 존재하면, 각각의 PDSN은 평균적으로 M/N 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스들을 처리할 것이다.
도 6은 무선 전송들, 즉 무선 인터페이스를 통해 MSC(404)와 통신하는 MS(402)를 가지는 통신 시스템(400)을 도시한다. 선택적인 실시예들은 MS(402)와 BSC(404) 사이에 접속된 임의의 갯수의 다른 제어기들 또는 전송기들을 포함할 수 있음에 유의하라. 도 6에 도시된 것과 같이, BSC(404)는 PCF(406)와 통신하며, 차례로 임의의 PDSN들(408, 410 및/또는 412)과 통신할 수 있다. 전술된 것과 같이, PCF(406)을 통해 주어진 통신을 위해 사용가능한 PDSN을 선택하는 결정이 수행된다. 결정은 시스템(400)에 특정하는 기준에 따라 수행된다.
예시적인 실시예에 따라, 시스템(400)은 각각의 PDSN을 정수 숫자와 같은 식별자에 할당한다. 도 6에 도시된 바와 같이, PDSN들(408, 410, 412)은 식별자들 1, 2, 및 3에 각각 할당된다. 시스템(400)은 다음 공식의 애플리케이션에 의해 주어진 통신을 위한 PDSN을 선택한다:
L=(Y)modulo N (1)
상기 L은 PDSN 식별자와 상응하며, N은 PCF(406)에 의해 도달가능한, 즉 PCF(406)과 통신할 수 있는 PDSN들의 전체 갯수이다. 예시적인 실시예에서 PCF(406)는 수식(1)에 따라 PDSN의 선택을 수행하고, 상기 PCF는 0부터 N-1까지의 범위의 숫자와 각각의 도달가능한 PDSN을 내부적으로 연관시킨다. 변수 Y는 통신과 연관된 멀티캐스트 어드레스 X의 함수이다. 특히, 변수 Y는 일반적으로 어드레스와 관련하여 다음과 같이 정의된다:
Y=f(X) (2)
예시적인 실시예에서, 멀티캐스트 어드레스 X는 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스를 식별하는 32비트의 IP 멀티캐스트 어드레스이다. 선택적인 실시예들은 다른 어드레싱 방식들을 적용할 수 있다. 시스템은 BSC(404)에 의해 전송된 셋업 메세지로부터 멀티캐스트 어드레스 X를 획득한다. 특히, 셋업 메세지의 수신은 PCF(406)를 트리거하여 멀티캐스트/브로드캐스트 서비스에 대한 PDSN 선택을 수행한다.
예시적인 실시예에서, IP 멀티캐스트 어드레스 X는 다음과 같이 제공되는 2진 표현에 의해 표시될 수 있다:
1110x27x26x25x24 x23x22x21x 20x19x18x17x16 x15x14x 13x12x11x10x9x8 x7x6 x5x4x3x2x1x0 (3)
상기 xi는 i=0,1,...,27에 대하여 0 또는 1의 값이다.
수식(2)에 제공되는 것과 같이, Y는 X의 함수이고, 상기 함수 f()는 멀티캐스트 어드레스를 정수값으로 변환하는 수학적인 함수이다. 일예로서, 하나의 직선 전송 함수는 IP 멀티캐스트 어드레스를 다음 수식에 의한 정수 표현으로 변환한다:
Y=231+230+229+(x27)(227)+(x26)(226 )+...+(x0)(20) (4)
선택적인 예는 수식(4)의 함수를 단순화시킴으로써(특히 최초 3개의 상수항들을 소거함으로써) 발생되며 다음과 같이 제공된다:
Y=(x27)(227)+(x26)(226)+...+(x0)(20) (5)
예시적인 실시예에서, L은 Y를 통해 수행되는 모듈로 N 연산의 결과이다. 특히, L은 Y를 N으로 나누는 연산의 나머지값이다. L의 값은 0과 N-1사이의 범위에 있다. 예를 들어, 만약 Y=131이고 N=7이면, L=5이다. 그러므로, PCF(406)는 5에 의해 식별되는 PDSN을 선택할 것이다. 방법은 인간의 개입을 회피하는 동적인 전송 경로 선택을 허용한다.
도 7은 PDSN을 선택하기 위한 방법(500)을 도시한다. 단계(502)에서, PCF는 도달가능한 PDSN들의 갯수 N을 결정한다. PCF는 그후에 단계(504)에서 도달가능한 PDSN들의 각각을 고유한 식별자에 할당한다. 다이아몬드형 결정 블록(506)에서 PCF가 주어진 통신을 위한 셋업 메세지를 수신하면, PCF는 단계(508)로 진행하여 주어진 통신을 위한 멀티캐스트 어드레스 X를 수신한다. PCF는 그후에 단계(510)에서 멀티캐스트 어드레스 X의 함수로서 Y를 산출한다. 단계(512)에서 PCF는 수식(1)에 따른 값 L을 결정하고 단계(514)에서 상응하는 PDSN을 결정한다. 선택된 PDSN은 주어딘 통신을 위해 사용된다. 컨텐트 서버로부터 초종 사용자로의 전송은 전술된 IP 방법들과 같은 다양한 방법들에서 셋업될 수 있다. 도 7의 방법(500)은 멀티캐스트 어드레스의 함수로서 PDSN을 결정하고, 멀티캐스트 어드레스의 정수값을 통한 모듈로 N 연산이 0과 N-1사이에 균일하게 분포되기 때문에 PDSN중 임의의 하나를 선택하는 가능성이 1/N인 것과 같이 도달가능한 PDSN들중 임의의 하나를 선택하기 위한 평균 가능성을 효율적으로 발생한다. 멀티캐스트 트래픽들은 N개의 PDSN들 사이에서 균일하게 비교된다.
본 발명은 브로드캐스트와 같은 포인트-대-멀티포인트 전송 서비스 뿐만 아니라 멀티캐스트와 같은 일-대-다수 형태의 서비스에 적합하다. 선택적인 실시예들은 선택적인 인프라구조 엘리먼트에서 PDSN 선택 방법을 수행할 수 있다. 도 7에 도시된 방법은 전송 경로의 임의의 부분을 선택하기 위해 확장될 수 있고, 다수의 접속들이 가능하지만, 오직 하나의 접속만이 전송을 위해 사용될 것이다. 멀티캐스트 어드레스, 또는 주어진 통신과 연관된 다른 형태의 어드레스의 사용시 선택 프로세스는 잠재적인 접속들을 비교하여 임의의 접속을 선택하는데 동일한 가능성을 제공한다. 또한, 수식(1)에서 주어진 것과 같은 L의 계산은 간단한 계산을 제공하지만, 선택적인 함수들이 L의 값을 결정하기 위해 수행될 수 있다.
당업자는 정보 및 신호들이 임의의 다수의 상이한 기술들 및 테크닉들을 사용하여 표현될 수 있음을 인식할 것이다. 예를 들어, 상기 설명을 통해 참조될 수 있는 데이터, 지시들, 명령들, 정보, 신호들, 비트들, 심볼들 및 칩들은 전압들, 전류들, 전자기파들, 전자기장들, 또는 전자기 입자들, 광학계들 또는 광학 입자들, 또는 그들의 임의의 조합에 의해 표시될 수 있다.
당업자는 또한 본 명세서에 개시된 실시예들과 관련하여 설명된 논리적인 블록들, 모듈들, 회로들, 및 알고리즘 단계들이 전자하드웨어, 컴퓨터 소프트웨어, 또는 그들의 조합으로서 실행될 수 있음을 인식할 것이다. 상기 하드웨어 및 소프트웨어의 상호교환가능성을 명백히 설명하기 위해, 다양한 요소들, 블록들, 모듈들, 회로들, 및 단계들이 그들의 기능성에 관련하여 전술되었다. 상기 기능성이 하드웨어로 실행되는지 또는 소프트웨어로 실행되는지의 여부는 전체 시스템에 부과된 특정 애플리케이션 및 설계 제약에 따라 결정한다. 당업자는 각각의 특정 애플리케이션을 위해 다양한 방식들로 설명된 기능성을 실행할 수 있지만, 상기 실행 결정들은 본 발명의 영역으로부터 벗어나는 것으로 해석될 수 없다.
본 명세서에서 개시된 실시예와 관련하여 다양하게 설명되는 논리 블록들, 모듈들, 및 회로들은 범용 프로세서, 디지털 신호 처리기(DSP), 응용 집적 회로(ASIC), 현장 프로그램가능한 게이트 어레이(FPGA), 또는 다른 프로그램가능한 로직 디바이스, 이산 게이트 또는 트랜지스터 로직, 이산 하드웨어 요소들, 또는 본 명세서에 개시된 기능을 수행하도록 설계된 그들의 임의의 조합을 사용하여 실행되거나 수행될 수 있다. 범용 프로세서는 마이크로프로세서가 될 수 있지만, 선택적으로 프로세서는 임의의 종래의 프로세서, 제어기, 마이크로제어기, 또는 상태 기계가 될 수 있다. 프로세서는 또한 예를 들어, DSP 및 마이크로프로세서의 조합, 복수의 마이크로프로세서, DSP 코어와 결합된 하나 또는 그이상의 마이크로프로세서, 또는 임의의 다른 구성과 같은 컴퓨팅 장치들의 조합으로서 실행될 수 있다.
본 명세서에 개시된 실시예와 관련하여 설명되는 방법 또는 알고리즘의 단계는 하드웨어에서, 프로세서에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈에서, 또는 그들의 조합에서 즉시 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM 메모리, 플래시 메모리, ROM 메모리, EPROM 메모리, EEPROM 메모리, 레지스터들, 하드디스크, 제거가능한 디스크, CD-ROM 또는 임의의 다른 저장 매체 형태로 당업자에게 공지된다. 예시적인 저장 매체는 저장매체로부터 정보를 판독하고 정보를 기록할 수 있는 프로세서에 접속된다. 선택적으로, 저장 매체는 프로세서의 필수 구성요소이다. 프로세서 및 저장 매체는 ASIC 내에 상주할 수 있다. ASIC은 사용자 터미널 내에 상주할 수 있다. 선택적으로, 프로세서 및 자장 매체는 사용자 디바이스내에서 이산요소들로서 상주할 수 있다.
개시된 실시예의 전술된 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 이용하기에 용이하도록 하기 위하여 제공되었다. 이들 실시예에 대한 여러 가지 변형은 당업자에게 자명하며, 여기서 한정된 포괄적인 원리는 본 발명의 사용 없이도 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 설명된 실시예에 한정되는 것이 아니며, 여기에 개시된 원리 및 신규한 특징에 나타낸 가장 넓은 범위에 따른다.

Claims (12)

  1. 브로드캐스트 전송들을 지원하고 하나의 프로토콜 제어 기능 노드와 다수의 패킷 데이터 서비스 노드들을 가지는 무선 통신 시스템에서, 전송 경로들을 셋업하기 위한 방법으로서,
    상기 다수의 패킷 데이터 서비스 노드들 중 상기 프로토콜 제어 기능 노드와 통신가능한 패킷 데이터 서비스 노드들의 최초 갯수를 결정하는 단계; 및
    상기 최초 갯수의 함수로서 최초 통신을 위한 최초 패킷 데이터 서비스 노드를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 최초 패킷 데이터 서비스 노드를 결정하는 상기 결정 단계는 상기 프로토콜 제어 기능 노드와 통신가능한 각각의 패킷 데이터 서비스 노드에 고유한 식별자를 할당하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 최초 패킷 데이터 서비스 노드를 결정하는 상기 결정 단계는,
    상기 최초 통신을 위한 멀티캐스트 어드레스를 수신하는 단계; 및
    상기 멀티캐스트 어드레스의 함수로서 상기 최초 패킷 데이터 서비스 노드를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제 4항에 있어서, 상기 멀티캐스트 어드레스의 함수로서 상기 최초 패킷 데이터 서비스 노드를 결정하는 상기 결정 단계는 상기 멀티캐스트 어드레스와 상기 최초 갯수를 통해 모듈로 연산을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 모듈로 연산의 결과값은 도달가능한 패킷 데이터 서비스 노드들에 할당된 상기 고유한 식별자들 중 하나와 일치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 멀티캐스트 어드레스는 인터넷 프로토콜 어드레스인 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 브로드캐스트 전송들을 지원하고 하나의 프로토콜 제어 기능 노드와 다수의 패킷 데이터 서비스 노드들을 가지는 무선 통신 시스템에서, 전송 경로들을 셋업하기 위한 방법으로서,
    최초 통신의 멀티캐스트 어드레스를 결정하는 단계; 및
    상기 멀티캐스트 어드레스의 함수로서 상기 최초 통신을 위한 최초 패킷 데이터 서비스 노드를 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 다수의 패킷 데이터 서비스 노드들 중 상기 프로토콜 제어 기능 노드와 통신가능한 패킷 데이터 서비스 노드들의 최초 갯수를 결정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 멀티캐스트 어드레스의 함수로서 상기 최초 통신을 위한 최초 패킷 데이터 서비스 노드를 결정하는 상기 결정 단계는,
    상기 멀티캐스트 어드레스와 상기 최초 갯수를 통해 모듈로 연산을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 모듈로 연산의 결과값은 도달가능한 패킷 데이터 서비스 노드들에 할당된 상기 고유한 식별자들 중 하나와 일치하는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 브로드캐스트 전송들을 지원하는 무선 전송 시스템에서, 전송 경로들을 셋업하기 위한 인프라구조 엘리먼트로서,
    다수의 패킷 데이터 서비스 노드들 중 프로토콜 제어 기능 노드와 통신가능한 패킷 데이터 서비스 노드들의 최초 갯수를 결정하기 위한 수단; 및
    상기 최초 갯수의 함수로서 최초 통신을 위한 최초 패킷 데이터 서비스 노드를 결정하기 위한 수단을 포함하는 인프라구조 엘리먼트.
  10. 브로드캐스트 전송들을 지원하는 무선 전송 시스템에서, 전송 경로들을 셋업하기 위한 인프라구조 엘리먼트로서,
    최초 통신의 멀티캐스트 어드레스를 결정하기 위한 수단; 및
    상기 멀티캐스트 어드레스의 함수로서 상기 최초 통신을 위한 최초 패킷 데이터 서비스 노드를 결정하기 위한 수단을 포함하는 인프라구조 엘리먼트.
  11. 브로드캐스트 전송들을 지원하고 하나의 프로토콜 제어 기능 노드와 다수의 패킷 데이터 서비스 노드들을 가지는 무선 통신 시스템에서, 전송 경로들을 셋업하기 위한 장치로서,
    상기 다수의 패킷 데이터 서비스 노드들 중 상기 프로토콜 제어 기능 노드와 통신가능한 패킷 데이터 서비스 노드들의 최초 갯수를 결정하기 위한 수단; 및
    상기 최초 갯수의 함수로서 최초 통신을 위한 최초 패킷 데이터 서비스 노드를 결정하기 위한 수단을 포함하는 장치.
  12. 브로드캐스트 전송들을 지원하고 하나의 프로토콜 제어 기능 노드와 다수의 패킷 데이터 서비스 노드들을 가지는 무선 통신 시스템에서, 전송 경로들을 셋업하기 위한 장치로서,
    최초 통신의 멀티캐스트 어드레스를 결정하기 위한 수단; 및
    상기 멀티캐스트 어드레스의 함수로서 상기 최초 통신을 위한 최초 패킷 데이터 서비스 노드를 결정하기 위한 수단을 포함하는 장치.
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