TW569579B - Method and apparatus for header compression in a wireless communication system - Google Patents

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Description

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發明背景 本專利是在35 U.S.C. § 120下主張其優先權。 本專利是在2001年3月28日所申請的美國專利案號 60/279,970 ’其已轉讓為本發明，而且在此納入供來考。 相關專利之交互參照 本發明係有關於下列美國專利與商標局的專利： 由Philip Hawkes等人所申請的專利案號〇1〇497名稱 ’’Method and Apparatus for Security in a Data Processing System”，其已轉讓為本發明，而且在此納入 供參考； 由Nikolai Leung所申請的專利案號〇1〇439名稱 ’’Method and Apparatus for Overhead Messaging in a
Wireless Communication System”，其已轉讓為本發明， 而且在此納入供參考； 由Nikolai Leung所申請的專利案號〇1〇437名稱 "Method and Apparatus for Out-of-Band Transmission of Broadcast Service Option in a Wireless Communication System”，其已轉讓為本發明，而且在此 納入供參考； 由Nikolai Leung所申請的專利案號〇1〇438名稱 "Method and Apparatus for Broadcast Signaling in a Wireless Communication System”，其已轉讓為本發明， 而且在此納入供參考； 由Raymond Hsu所申請的專利案號010498名稱，，Method -4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 569579 A7 一______B7 五、發明説明（2 ) and Apparatus for Transmission Framing in a Wireless Communication System”，其已轉讓為本發明，而且在此 納入供參考；及 由Raymond Hsu所申請的專利案號〇1〇499名稱”Meth〇d and Apparatus for Data Transport in a Wireless Communication System”，其已轉讓為本發明，而且在此 納入供參考。 發明範圍 本發明通常係有關於無線通訊系統，而更明確而言，係 有關準備於一無線通訊系統中傳輸的訊息壓縮之方法及裝 置。 發明背景 對於無線通訊系統的封包服務要求日益增加。當傳統無 線通訊系統的設計使用於語音通訊時，支援服務的擴充具 有許多挑戰。頻寬的保護是多數設計者所要克服的。多種 解決已發展，以減少資料服務所需的頻寬。一方法是壓 縮，以減少在無線通訊系統中於傳播介面上傳輸的原始資 訊。然而，壓縮會增加傳輸資料封包的錯誤率。 因此，對於用以在一無線通訊系統中傳輸資料的一有效 率與正確方法是需要的。 發明概述 在此揭示的具體實施例是藉著在一資料處理系統中提供 用於標頭壓縮的一方法而描述上述的需要，而無須在發射 器與接收為之間協調。在具體實施例中，標頭壓縮資訊是 -5- 3 五、發明説明（ 方法係包括產生一傳輸訊框， 用一第一格式將標頭壓縮，及 少一參數。 週期性傳輸，以免除有關接收器要求此資訊的任何需求。 標頭協定資訊能與在廣播頻道上傳輸的廣播内容交錯。 在一觀點方面，在支援單向傳輸的無線通訊系統中，一 ’决疋傳輸訊框的一標頭，使 及週期性產生該第一格式的至 在另一觀點方面，在支援單向傳輸的無線通訊系統中， 一方法係包括接收一傳輸訊框，該傳輸訊框具有使用一第 一格式壓縮的一標頭，接收描述該第一格式的至少一參 數，及使用該第一袼式將該傳輸訊框解壓縮。 在仍然是另一觀點方面，在一載波上傳輸的通訊信號係 包括一廣播内容部分，該廣播内容部分係包含複數個傳輸 訊框，該等複數個傳輸訊框之中每一者具有一壓縮標頭， 及一標頭協定資訊部分，其中該標頭協定資訊部分係用以 將該等複數個傳輸資訊的該等壓縮標頭之中至少一者解壓 圖式之簡單說明 圖1是支援許多使用者的一擴展頻譜通訊系統圖。 圖2是支援廣播傳輸的通訊系統的一方塊圖。 圖3是對應一無線通訊系統中的廣播服務選項的協定堆疊 模型。 圖4是在支援廣播服務選項的一無線通訊系統中運用在一 協定堆疊層的協定表格。 圖5是在無線通訊系統拓撲中有關廣播服務的一訊息流的
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流程圖。 圖6是無線通訊系統中的廣播流。 圖7疋在無線通訊糸統中的一標頭壓縮映射。 圖8是標頭壓縮資訊的一週期性廣播。 圖9是一標頭壓縮協定。 圖是在無線通訊系統中有關廣播服務的一標頭壓縮協 定。 圖Π是在無線通訊系統中有關廣播服務的一標頭壓縮流 程圖。 圖12疋在然線通訊糸統中有關廣播服務的一標頭壓縮流 程圖。 圖13和14是存取支援廣播傳輸的一網路。 圖式之詳細說明 "範例”字眼係表示”當作一範例、例證、或說明使用，，。在 此以”範例”描述的任何具體實施例不必然認文是比其他具 體實施例更佳或有利。 當重要資源是可用的頻寬時，資料壓縮特別可用於一無 線通訊系統。可用頻寬的有效使用會影響系統的性能與寬 度。為了這個目的，各種不同技術已用來減少傳輸的負荷 資訊、資料、或内容資訊的大小，以及減少傳輸資料的大 小。例如，在數位傳輸中，資料是在訊框中傳輸。訊框可 以是一部分封包資料、一部分資料訊息、或在資訊流的連 續訊框’例如聲頻及/或影像流。附加到資料每個訊框（與每 個封包或訊息）是包含處理資訊的一標頭，以允許接收器可 本畝張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
裝 訂
569579 A7 B7 五、發明説明（5 ) 了解在訊框中所包含的資訊。此標頭資訊認為是負荷，即 是，連同資訊内容一起資訊資訊處理。資訊内容稱為有效 載荷。當每個個別標頭典型大於一特定有效載荷時，傳輸 標頭的累積效果會影響到可用頻寬。 一無線通訊系統的具體實施例係採用標頭壓縮的一方 法，以減少每個標頭的大小，而可滿足系統的精確性與傳 輸需求。具體實施例可支援一單向廣播服務。廣播服務可 將影像及/或聲頻流提供給多位使用者。廣播用戶可”調諧” 到一指定頻道，以存取廣播傳輸。當影像廣播高速傳輸的 頻寬需求較大時，對於減少與此廣播傳輸有關的任何負荷 大小是想要的。 下列討論通常係經由先提出一展佈頻譜無線通訊系統而 發展具體實施例。然後，介紹廣播服務；其中服務是稱為 高速廣播服務（HSBS)，而且此討論包括具體實施例的頻道 分配。一預約模型然後提出，包括付費預約選項、免費預 約、與混合預約計劃，而且是類似目前用於電視傳輸。存 取廣播服務的特殊然後詳細描述，其提出一服務選項的使 用來定義一特定傳輸細節。廣播系統的訊息流的討論是與 即是基礎結構元件的系統拓撲有關。最後，使用在具體實 施例的標頭壓縮將討論 注意，具體實施例在整個討論是如同範例提供；然而， 另一具體實施例可結合各種不同觀點，而不致於違背本發 明的範圍。明確而言，本發明可應用在一資料處理系統、 一無線通訊系統、一單向廣播系統、與資訊的任何其他系 -8- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 569579 A7 B7 五、發明説明（6 統需要有效傳輸。 無線通訊糸統 具體實施例係採用支援廣播服務的展佈頻譜無線通訊系 統。媒線通訊系統可廣泛用來提供例如聲音、資料等的各 種不同類型的通訊。這些系統是根據劃碼多工存取 (CDMA)、劃時分工存取（TDMA)、或一些其他調變技術。 一 CDMA系統可在其他類型的系統上提供某些優點，包括 提高的系統能力。 一系統的設計可支援一或多個標準，例如在此稱為15_95 標準”TIA/EIA/IS-95-B Mobile Station-Base Station Compatibility Standard for Dual-Mode Wideband Spread Spectrum Cellular System”，該標準是由稱為 3GPP 的一協會名稱"3rd Generation Partnership Project"提供，而且是在一組文獻中具體實施，包括文獻 案號3G TS 25.211、3G TS 25.212、3G TS 25.213、和 3G TS 25.214、3G TS 25.302，稱為 W-CDMA 標準，而 且是由一協會名稱’’3rd Generation Partnership Project 2”提交到在此當作3GPP2提供的標準，而且TR-45.5在此 稱為〇〇111^2 000，此先前稱為15-2000 “(：。在此引用的標 準納入供參考。 每個標準係明確定義從基地台到行動台的傳輸資料處 理，而且反之亦然。如具體實施例，下列討論係考慮與 CDMA200協定標準相符的一展佈頻譜通訊系統。其他具體 實施例可合併另一標準。仍然其他具體實施例可將此揭示 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 569579 A7 B7
的壓縮方法應用到其他類型的資料處理系統。 圖1係顯示可支援許多使用者且可實施本發明的至少一些 觀點與具體實施例的一通訊系統1 〇 〇範例。多種演算法與方 法之中任一者可在系統100中用來排程傳輸。系統1〇〇可提 供許多單元102A至102G的通訊，其每個是有一對應的基地 台104A至104G服務。在具體實施例中，一些基地台104具 有多重接收天線，而且其他只有有一接收天線。同樣地， 一些基地台104具有多重傳輸天線，而且其他有單一傳送天 線。在傳送天線與接收天線組合上是沒有限制。因此，可 使一基地台104具有多重傳輸天線與一單一接收天線，或具 有多重接收天線與單一傳送天線，或兩個單一或多重傳輸 與接收天線。 在涵盍區域的終端設備106可以是固定（即是，靜止）或移 動。如圖1所示，各種不同終端設備106是散佈在整個系 統。母個終端設備106可隨時在下行鍵路及上行鏈路上與至 少一與多個基地台i 〇4通訊，例如，而不管軟交遞是否採用 或終端設備是否設計，而且在操作上（同時或連續）接收來自 多重基地台的多重傳輸。在CDMA通訊系統中的軟交遞在 技藝中是眾所周知，而且是在美國專利案號5, i〇i,5〇l名稱 "Method and system for providing a Soft Handoff in a CDMA Cellular Telephone System” 中詳細描述，其已 轉讓為本發明。 下行鍵路挺係視為從基地台到終端設備的傳輸，而且上 行鏈路係視為從終端設備到基地台的傳輸。在具體實施例 -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 569579 A7 B7 五、發明説明（8 ) 中，一些終端設備106具有多重接收天線，而且其他只具有 一接收天線。在圖1中，基地台104A是在下行鏈路上將資 料傳送給終端設備106八和1061，基地台1048是將資料傳 送給終端設備106B和106J，基地台104C是將資料傳送給 終端設備106C等。 經由無線通訊技術的無線資料傳輸與可用服務的擴充要 求的日益增加已導致特殊資料服務的發展。一此服務是稱 為高資料率（HDR)。一 HDR服務是在”EIA/TIA-IS856 cdma2000 High Rate Packet Data Air Interface Specification” 中提出，而且稱為 ” the HDR specification”。HDR服務通常係重疊到一語音通訊系統， 以便在一無線通訊系統中提供傳輸資料封包的一有效率方 法。當資料傳輸量與傳輸次數增加時，可用於無線電傳輸 的有限制頻寬便會變成一重要資源。因此，對於在通訊系 統中排程一有效傳輸方法是需要的，而且能最佳化使用可 用頻寬。在具體實施例中，圖1描述的系統100是與具有 HDR服務的一 CDMA類型系統一致。 高速廣播系統（HSBS) 一無線通訊系統200是在圖2描述，其中影像與聲音資訊 是提供給成封包資料服務網路（PDSN) 202。影像與聲音資 訊是廣播節目與一無線電傳輸。資訊能以例如IP封包的成 封包資料提供。PDSN 202係處理IP封包，用以在一存取網 路（AN)内分配。如前述，AN是係定義為一部分系統，包括 與多重MS 206通訊的一 BS 204。PDSN 202係耦合到 -11 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 569579 A7 B7 五、發明説明（9 ) BS 204。對於HSBS月艮務而言，BS204是從PDSN 202接收 資訊流，並且在一指定頻道上將資訊提供給在系統200内的 用戶。 在一特定區域，有HSBS廣播服務可展開的數個方法。設 計系統方面包括的因素是包括，但是並未局限於支援的 HSBS交談量、頻率分配量、與支援的廣播實際頻道數量。 H S B S是在無線通訊系統中的一傳播介面上提供的一資訊 流。”HSBS頻道”係視為如廣播内容所定義的單一邏輯 HSBS廣播交談。注意，一特定HSBS頻道的内容是在例如 7am新聞、8am天氣、9am電影等的時間上改變。根據排程 的時間是類似單一電視頻道。”廣播頻道”可視為單一前相 鏈路實體頻道，即是，可攜帶廣播路由的一特定Walsh碼。 廣播頻道、BCH、係對應單一 CDM頻道。 單一廣播頻道可攜帶一或多個HSBS頻道；在此情況， HSBS頻道可在單一廣播頻道内以一劃時多工（TDM)方式多 工處理。在一具體實施例中，單一HSBS頻道可在一區域内 多於一個廣播頻道上提供。在另一具體實施例中，單一 HSBS頻道是在不同頻率上提供，以便在這些頻率中服務用 戶。 根據具體實施例，在圖1描述的系統100係支援視為高速 廣播服務（HSBS)的一高速多媒體廣播服務。服務的廣播能 力能以足夠支援影像與聲音通訊的一資料率而提供程式 化。如一範例所示，HSBS的應用係包括電影、運動事件等 的影像流。HSBS服務是根據網際網路協定（IP)的一封包資 -12- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公釐） 569579 A7 B7 五、發明説明（10 ) 料服務。 根據具體實施例，一服務供應者係稱為内容伺服器 (CS)，其中CS是將此高速廣播服務廣播給系統使用者。想 要接收HSBS服務的任何使用者可使用CS預約。用戶然後 能以CS提供的多種方法而掃描廣播服務排程。例如，廣播 内容可經由通常符合及方便行動無線通訊的廣告、短管理 系統（SMS)訊息、無線應用協定（WAP)、及/或一些其他裝 置而通訊。行動使用者係稱為行動台（MSs)。基地台（BSs) 可在負荷訊息中傳輸HSBS相關參數，例如在指定用於控制 與資訊的頻道及/或頻率上傳輸，即是非有效載荷訊息。有 效載荷可視為傳輸的資訊内容，其中對於一廣播交談而 言，有效載荷是廣播内容，即是影像節目等。當一廣播服 務用戶想要接收一廣播交談，即是，一特殊廣播排程節 目，MS可讀取負荷訊息及學習適當結構。MS然後調諧到 包含HSBS頻率的頻道，並且接收廣播服務内容。 具體實施例的頻道結構是符合cdma2000標準，其中前向 補充頻道（F-SCH)'可支持資料傳輸。一具體實施例係係使 用許多前向基本頻道（F-FCHs)或前向專屬控制頻道（F-DCCHs)，以達成資料服務的較高資料率需求。具體實施例 係利用當作由64-kbps的一有效載荷支援的F-BSCH基礎的 一 F-SCH(不包括RTP負荷）。F-BSCH亦可例如藉著將64-kbps有效載荷率細分成較低率的子流而修改，以支援其他 有效載荷率。 一具體實施例亦以數個不同方式支援群呼叫。例如，經 -13- 本紙張尺度適用中國國家標竿(CNS) A4規格(210X297公釐）
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k 569579 A7 B7 五、發明説明（n ) 由使用既有單一廣播頻道，即是，每個MS的一前向鏈路頻 道在前向與反向鏈路是不共用F-FCH(或F-DCCH)。在另 一範例中，在前向鏈路上的F-SCH(經由相同區域群成員共 用）與F-DCCH(沒有訊框，而是大部分時間是前向功率控制 子頻道）與在反向鏈路上的R-DCCH可應用。在仍然另一範 例中，在前向鏈路上的高資料率F-BSCH與在反向鏈路上的 存取頻道（或增強型存取頻道/反向共通控制頻道組合）可利 用。 對於具有高資料率而言，具體實施例的F-BSCH可使用較 大部分的基地台前向鏈路功率，以提供適當涵蓋。HSBC的 實體層設計如此是著重在一廣播環境的有效率改善。 若要提供影像服務的適當支持，系統設計可考慮各種不 同方法的必需基地台功率，以傳輸頻道及對應的影像品 質。一設計觀點是有關在在涵蓋邊緣的可感覺影像品質與 接近單元位置之間的優缺取捨。當有效載荷率減少時，有 效的錯誤更正碼率便會增加，一特定位準的基地台傳送功 率可在單元邊緣提供較好的涵蓋。對於位在接近基地台的 行動台而言，頻道的接收可保持無錯誤，而且影像品質會 由於降低的來源資料率而降低。此相同的優缺點取捨亦適 於其他F-BSCH可支援的非影像應用。降低經由頻道支援的 有效載荷率能以這些應用的降低下載速度代價而提高涵 蓋。均衡在影像品質與資料輸貫率與涵蓋之間的相當重要 平衡是想要的。選取的假構可在所有可能性之中找尋一特 殊應用最佳化結構與一好的妥協。 -14- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 569579 A7 B7 五、發明説明（12 ) F-BSCH的有效載荷率是一重要設計參數。下列假設可使 用在根據具體實施例而設計支援廣播傳輸的一系統：（1)目 標有效載荷率是64 kbps，以提供SKT的一可接受的影像品 質；（2)對於影像流服務而言，有效載荷率係假設包括RTP 封包的每個封包負荷的12個8-bit位元組；（3)在RTP與實體 層之間所有層的平均負荷是大約每個封包的64個8-bit位元 組加上經由MUXPDU標頭所使用每個F-SCH訊框負荷的8 個位元組。 在具體實施例中，對於非影像廣播服務而言，支援的最 大率是64 kbps。然而，低於64 kbps的許多其他可能有效 載荷率亦可達成。 預約模型 用於HSBS的數個可能預約/收益模型服務，包括自由存 取、受控制存取、與部分受控制存取。對於自由存取而 言，接收服務不需要預約。BS廣播内容無須加密，而且感 興趣的行動台可接受内容。服務供應者的收益可經由廣告 產生，而且亦可在廣播頻道上傳輸。例如，即將上演電影 剪接可傳輸，其中工作場所將支付服務供應者。 對於受控制存取而言，MS使用者可預約服務，並且支付 對應的費用，以接收廣播服務。未預約的使用者不能接收 HSBS月良務。受控制存取可藉著將HSBS傳輸/内容加密而達 成，所以只有預約的使用者可將内容解碼。此係使用傳播 加密鍵控交換程序。此方法可提供強烈的安全性及避免服 務竊取。 -15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 569579 A7 B7 五 發明説明（13 稱為部分受控制存取的一混合存取方法可提供當作一以 預約為主之服務的HSBS服務，而且是使用間歇性未加密廣 告傳輸而加密。這些廣告可鼓勵預約加密的HSBS服務。這 些未加密片段的排程可經由外部裝置而讓MS知道。 HSBS服務選項 HSBS服務選項是經由下列定義：（1) 一協定堆疊；（2)協 定堆疊的選項；及（3)設定與同步服務的程序。根據具體實 施例的協定堆疊是在圖3和4描述。如圖3所述，協定堆疊對 於在具體實施例中的基礎元件MS、BS、PDSN和CS是特別 的。 請參考圖3，對於MS的應用層而言，記錄係指定聲音寫 解碼器、視覺寫解碼器、與任何視覺輪廓。此外，當RTP 使用時，協定係指定無線電傳輸協定（RTP)有效載荷類型。 對於MS的傳輸層而言，協定係指定一使用者資料包協定 (UDP)埠。MS的安全層是由協定指定，其中當安全最初是 與CS有關時，該等安全參數可經由通帶外的頻道提供。網 路層係指定IP標頭壓縮參數。 訊息流 圖5係描述一特定系統拓撲具體實施例的呼叫流。系統係 包括如水平轴所列的一 MS、BS、PDSN和CS。垂直軸係表 示時間。使用者或MS是HSBS服務的一用戶。在時間tl， MS和CS可協議廣播服務的預約安全性。協議係包括交換及 維持例如用於在廣播頻道上接收廣播内容的加鍵控等。使 用者可在加密資訊的接收上建立與C優關的安全性。加密資 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 裝 訂
569579 A7 B7 五、發明説明（14 ) 訊係包括來自CS的一廣播存取鍵控（BAK)或一鍵控組合 等。根據具體實施例，CS可例如經由ppp、WAP、或其他 頻帶外而於一封包資料交談期間在一專屬頻道上提供加密 資訊。 在時間t2 ’ MS係調諧到廣播頻道，並且開始接收封包。 此時，MS不能處理該等接收封包，因為Ip/Esp標頭是經由 ROHC而壓縮，而且MS的解壓縮器並未初始化。pDSN是 在時間t3上提供標頭壓縮資訊（在下面詳細描述）。從r〇hc 封包標頭，MS可發現及獲得從PDSN週期性傳送給廣播頻 道的一RBHC初始化與更新（IR)封包。ROHC IR封包是用 來初始化MS解壓縮器的狀態，以允許將接收封包的1?/£31> 標頭解壓縮。MS然後可處理接收封包的][P/Esp標頭，然 而，s有效載荷在CS是使用一短暫鍵控（sk)加密時，MS 需要進一步資訊以處理ESP有效載荷。SK是與βΑΚ協調動 作，其中sk是在接收器上使用BAK解碼。cs可提供進一步 加密貢訊，例如在時間t4上的更新主要鍵控資訊或一目前 sk。注意，cs可將此資訊週期性提供給MS，以確保廣播 的傳輸安全性。在時間t5，MS可從CS接受廣播内容。注 意，另一具體實施例可合併輪流壓縮與解壓縮方法，以提 供標頭資訊的有效率傳输。此外，另一具體實施例可實施 多種安全方法，以保護廣播内容。仍然的另一具體實施例 可提供一非鞍全性廣播服務。MS可使用例如SK的加密資訊 將廣播内容解碼及顯示。 壓縮 -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(21〇x 297公釐）
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569579 A7 B7 五 發明説明（15 根據具體實施例，廣播内容是在一專屬廣播頻道上傳 輸。傳輸層可提供用以加密IP封包廣播内容的加密標頭。 系統可支援資料壓縮，而更明確而言是標頭壓縮。決定是 否壓縮資料是因所需的平均輸貫量（包括傳輸/加密負荷、資 料連結層負荷、與實體層負荷）與廣播品質的使用者感覺而 定。在每個IP封包中攜帶更多廣播内容可減少負荷，如此 可減少廣播頻道頻寬。對照下，壓縮會增加封包錯誤率 (PER)，而影響到使用者感覺。此是由於擴展多重實體層訊 框的每個長IP封包的傳輸，如此而與提高的訊框錯誤率 (FER)有關。如果一載體決定使用較小IP封包來改良廣播品 質，載體便可選取標頭壓縮，以減少IP封包的傳輸及加密 負荷。 RTP/UDP/IP協定可用來將廣播内容從CS傳送給MS，而 且内容可在傳輸模式透過加封安全有效載荷（ESP)保護。傳 輸負荷是RTP/UDP/IP標頭，而且每個IP封包資料是40個 位元組。加密負荷是ESP標頭、初始化向量（IV)、與ESP結 尾的形式。ESP標頭與IV是在IP標頭與UDP標頭之間插 入。ESP標頭是由安全參數索引（SP1)(4個位元組）與序號（4 個位元組）所組成。IV的長度是特別給加密演算法使用。對 於AES密碼演算法而言，IV的長度是16個位元組。ESP結 尾是附加到UDP資料包的尾端，而且是由填補、下一標頭 (1個位元組）、與填補長度（1個位元組）所組成。既然AES演 算法的密碼區塊大小是16個位元組，所以填補大小範圍是 從0到15個位元組。採用平均填補大小的上限功能能產生8 -18- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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k 569579 A7 B7 五 發明説明（16 位元組。對於一 IP封包而言，由於傳輸與加密，所以整個 負荷範圍是從66到8 1個位元組，而且平均是74個位元組， 不包括從PDSN到MS的資料連結層負荷。 例如健全標頭壓縮（ROHC)的標頭壓縮可用來將IP標頭與 ESP標頭的SPI攔位從24個位元組減少到2個位元組。ESP 標頭的序號是不壓縮，因為它可用來將壓縮的封包按順序 排列。IV是不壓縮，因為它會於每個封包任意改變。 UDP/RTP標頭與ESP結尾不能壓縮，因為他們被加密。因 此，如果ROHC是用來壓縮IP/ESP標頭，由於傳輸與加 密，所以平均負荷是每個IP封包從74個位元組減少到52個 位元組0 根據具體實施例，例如健全標頭壓縮（ROHC)的標頭壓縮 是被應用，以致於可避免傳遞壓縮錯誤。如圖7所述，標頭 資訊是從24個位元組壓縮減少到2個位元組。標頭500係包 括一 IP標頭502與一 SPI部分504。壓縮演算法在壓縮後會 造成2個位元組。對照於傳統標頭壓縮，其中一些類型的協 議在MS與PDSN或其他基礎元件之間是需要的，具體實施 例可提供壓縮資訊的一單向傳輸。MS確實需要要求壓縮資 訊，即是，足以在MS上壓縮接收資訊的標頭壓縮參數。理 想上，PDSN可如圖8所述而週期性提供壓縮資訊。PDSN 是在配置廣播内容的廣播頻道上提供壓縮資訊。當不需要 一分開頻道時，在一資料流内的控制資訊的供應係稱為”帶 内”。如前述，廣播流600係包括廣播内容部分604與壓縮資 訊，即是，壓縮資訊602。壓縮資訊是提供具有 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 裝 訂
k 569579 A7 B7 五、發明説明（17 )
Tdecompression的一週期。另一具體實施例可在一預定事 件發生時提供壓縮資訊，而不是週期性。當MS不要求壓縮 資訊時，PDSN可供應一頻率資訊，以避免存取廣播内容的 延遲。換句話說，PDSN應該時常提供資訊，所以一MS可 隨時存取廣播，而不必等待壓縮資訊。 注意，ROHC能以一單向模式操作，其中封包只能從壓縮 器到解壓縮器的一方向傳輸。因此，在此模式，使ROHC 能在鏈路上使用，其中從解壓縮器到壓縮器的一返回路徑 是不能使用或不想要。在MS將從廣播頻道接收的封包解壓 縮之前，解壓縮器的狀態是被初始化。初始化與更新（IR) 封包是用於此目的。有兩方法是用於ROHC初始化。 用戶"調諧”到廣播頻道，並且等待經由PDSN的ROCH 壓縮器週期性傳送的ROHC IR封包。時常發生的ROHC IR 封包對於MS是需要的，以便可很快開始解壓縮的接收封 包。時常發生的ROHC IR封包會在廣播頻道使用太大的頻 寬。一IR封包是於IP/ESP壓縮輪廓是大約30個位元組。如 果一 IR封包傳送次是每250微秒，處理消耗在廣播頻道是大 約1 kbps。傳播的損失IR封包將進一步延遲MS，以獲得 ROHC初始化。 由於封包損失、或接收壓縮標頭的殘餘錯誤、或失敗等 的而使壓縮非同步，結果的壓縮錯誤便會延遲，直到解壓 縮重新同步或重新初始化為止。一 ROHC壓縮標頭係包含 一循環冗餘檢查（CRC)，而且會在壓縮前於等個標頭計 算。此CRC允許壓縮執行一區域本文修補償，以使本文同 -20- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格（210 X 297公釐）
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569579 A7 B7 五、發明説明（18 ) 步（在封包損失與殘餘錯誤的情況）。當壓縮從失敗復原時， 週期性IR封包可有效將壓縮重新初始化。 在另一具體實施例中，ROHC解壓縮狀態是在MS開始， 其中該用戶會先經由除了廣播頻道之外的一專屬頻道而與 PDSN建立一 PPP連接。在IPCP相位期間，MS與PDSN會 協議使用ROHC的能力。在PPP建立之後，PDSN會在專屬 頻道上將在一 PPP訊框的ROHC IR封包傳送給MS 。在此 情況的PPP訊框能經由一 PPP協定攔位值識別。PDSN不需 要週期性傳送ROHC IR封包，如此可保存廣播頻道頻寬。 注意，此方法會出現經由廣播頻道而從專屬頻道接收的IR 封包與與ROHC封包（具有問題的標頭）同步的問題。在此情 況，IR封包與ROHC封包（具有標頭壓縮）可從PDSN到MS 行經不同路徑。在沒有同步的情況，MS是不能將標頭正確 解壓縮。 資料鏈路層 一資料連結層成框協定或傳輸層可在PDSN與MS之間應 用’以描述從廣播頻道接收的封包。參考圖3，視為連結層 的傳輸層資訊是在PDSN與MS之間提供。成框資訊是在 PDSN產生，並且經由BS而提供給MS。PDSN是從CS接收 IP流，並且根據一預定成框協定而構成IP訊框流。如具體 實施例所述，PDSN可應用高階資料連結控制（HDLC)的一 成框協定版本。在ISO標準中指定的HDLC係對應國際標準 組織（IS0)7層架構的第2層，其中第2層是稱為資料連結 層。HDLC協定是在網路節點之間尋求提供無錯誤的資料移 -21 - 本紙張尺度適用t國國家標準(CNS) A4規格（210X297公釐) " 569579 A7 B7 五、發明説明（19 ) 動。為了這個目的，HDLC層的設計可確保傳遞給下一層的 資料完整性。換句話說，當資料最初傳輸時，成框協定可 尋求將正確接收的資料再生，而沒有錯誤、沒有資訊損 失、而且是正確順序。 具體實施例可應用一HDLC的成框版本，以應用一小部分 的HDLC定義參數。圖9係描述HDLS成框的一具體實施 例，其中訊框700係包括由RFC 1662描述的HDLC協定所 定義的複數個欄位。襴位702係定義一訊框開始的一旗號或 指示。該旗號具有一指定的位元長度，而且是由一預定位 元圖案定義。當HDLC是一普遍可用標準化協定時，HDLC 是方便應用。整個HDLC成框協定的一缺點是在發射器上產 生訊框及在接收器上取回訊框需要時間。 特別是，HDLC協定認為是集中的處理器，進一步處理可 用來確保有效載荷不包括與旗號相同位元序列。在發射器 上，如果位元的一旗號序列是在有效載荷發現，一跳脫字 元便會插入有效載荷，以便將旗號視為一部分的有效載 荷，而且不是表示一訊框的開始。增加一跳脫字元的處理 在訊框有效載荷是稱為Οχ 7E與Ox 7D的”跳脫”十六進位圖 案。一另一方法是稱為有效率的成框協定，而且是比下述 類似HDLC成框更低的處理器處理。圖9係描述使用傳輸 PPP訊框的HDLC成框選項。對於HSBS操作而言，HDLC 類似成框負荷可經由免除不需要的欄位而減少，或具有較 小意義及/或於一單向廣播提供較少資訊。如前述，旗號是 一預定位元序列，以表示一HDLC訊框的開始。如圖10的 -22- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） 569579 A7 B7 五、發明説明（20 ) 格式800内所述，具體實施例係合併訊框指示符802的一旗 號或另一開始。對照於圖9的格式，一訊框的結束並未表示 在具體實施例的負荷資訊。當格式700的位址與控制欄位具 有靜態值時，這些不包括在格式8 00。 請即重新參考圖10，當協定襴位708(圖9)的目的是識別 例如LCP控制封包、ROHC封包、IP封包等的有效載荷類 型時，在廣播頻道中的所有封包係屬於相同類型時，此辨 別符對於廣播操作是不需要。例如，如果ROHC壓縮是用 於封包傳輸，廣播頻道中的所有封包是以ROHC封包處 理。例如IR封包、壓縮封包等的ROHC封包類型可由 ROHC封包標頭中的封包類型欄位區別。因此，協定欄位 是不包括在格式800。此外，格式800係包括在有效載荷 804之後的一錯誤檢查欄位806。錯誤檢查欄位806可將資 訊提供給接收器，以允許接收器檢查在接收的有效載荷中 的錯誤。具體實施例係合併一訊框檢查加總（FCS)，而且可 指定成零、16個位元、或32個位元。既然HDLC訊框可在 廣播頻道擴展多重實體層訊框，所以建議使用一 16個位元 FCS。 在RFC 1662定義的填補位元組程序亦可運用在具體實施 例，其中是在FCS計算之後，PDSN的HDLC發射器可檢查 在HDLC訊框（除兩旗號之外）中有關0x7E與0x7D圖案的每 個位元組。圖案0χ7Ε將編碼成0x7D和0x5E，而且圖案 0x7D將編碼成0x7D與0x5D。HDLC發射器將不會編碼任 何其他圖案。此表示在RFC 1662中定義的非同步控制字元 -23- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 569579 A7 B7 五、發明説明（21 ) 映射（ACCM)是整個設定成零。 HDLC成框負荷是3個位元加上填補位元組負荷。假設位 元組圖案是一致性分配，平均的填補位元組負荷是HDLC訊 框每個128個位元組有1個位元組。例如，如果有效載荷是 2 5 6個位元組，H D L C成框負荷平均是5個位元組。 圖11是在發射器上形成的一成框方法9〇〇流程圖。發射器 是在步驟902上經由決定封包資料的一有效載荷部分及產生 一開始旗號（SOF)而形成廣播訊框。發射器然後檢查在有效 載荷904中包含的任何SOF序列訊框。如果一SOF序列是在 有效載荷找到，發射器便會在步驟9 12增加一跳脫字元。否 則’發射器會在步驟906將SOF附加到有效載荷，而且在步 驟908上提供一錯誤檢查機制。訊框是在步驟91〇傳輸。傳 輸的訊框具有圖1〇的格式800。另一具體實施例可實施在成 框格式内的其他欄位，而且可合併分類符的任何形式，以 便在有效載荷中找出SOF序列。 圖12是在接收器上執行的一解除成框方法92〇的流程圖。 處理是在步驟922的一廣播訊框的接收上開始。接收器可在 步驟924上識別s〇F，並且在判斷菱形方塊926上檢查有效 載荷的跳脫字元。如果一跳脫字元、或其他S〇F序列視別 #是在有效載荷中找到，接收器便會在步驟932上除去跳脫 字疋。否則，接收器會在步驟928上執行一錯誤檢查，並且 在步驟930上處理訊框。
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—系統1〇〇〇的一般存取網路拓撲是在具有一 CS 1002、 ______ -24- 本紙張尺kit用中國國家操準(C卿^規格(⑽X挪公董） 569579 A7 B7 五、發明説明（22 ) 一 PDSN 1004、與兩 PCF : PCF1 1006 和 PCF2 1008 的圖 13中描述。圖13係包括資料包，用以指定來自系統1〇〇〇描 述的該等基礎元件之中每一者的傳輸。如圖所述，cs 1002係準備一IP封包資訊，並且傳輸在至少一訊框中的封 包，而且該訊框具有一有效載荷與内部標頭Η1。内部標頭 具有來源與目的地資訊，其中來源資訊可識別CS 1002， 而且目的地資訊可識別一用戶群。CS 1002可將訊框傳送 給PDSN 1004 ’以便將目的地用戶群映射到在一組主動使 用者中的個別用戶。 PDSN 1004可決定在主動組中的個別使用者的數量，而 且該等個別使用者是在目地用戶群中，並且複製從這些使 用者之中每一者的cs 1002接收的訊框。PDSN 1004可決 定對應用戶群中每位使用者的PCF。PDSN 1004然後可將 一外部標頭H2附加到該等準備訊框之中每一者，其中H2可 識別一 PCF。PDSN 1004然後將訊框傳送給PCF。來自 PDSN 1004的傳輸係包括最初的有效載荷、標頭η 1、與標 頭Η2。如圖所述，PDSN 1004 將N個傳輸訊框傳送給 PCF1 1006 ’並且將μ個傳輸訊框傳送給pCF2 1〇〇8。N個 傳輸訊框係對應到經由PCF1 1〇〇6所服務用戶群中的Ν個使 用者、及對應經由PCF2 1008所服務用戶群中的Μ個使用 者。在此情況，PDSN 1004可任何次數複製用以傳輸給對 應用戶的接收訊框。 圖14係描述具有一 cs 1022經由PDSN 1024而與PCF1 1026和PCF2 1028通訊的一系統1〇2〇的具體實施例。如圖 -25- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐)
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569579 A7 B7 五、發明説明（23 ) 所述，CS 1022係準備一 IP封包資訊，並且在至少一訊框 中傳輸具有一有效載荷及一内部標頭Η 1的封包。内部標頭 具有來源與目的地資訊，其中來源資訊係識別CS 1022， 而且目的地係識別用戶群。CS 1022是將訊框傳送給PDSN 1024，其中PDSN 1024是附加外部標頭Η2，其中Η2將將 訊框路由給至少一 PCF。PDSN 1024然後將訊框傳送給 PCF。從PDSN 1024傳輸係包括最初的有效載荷、標頭 H1、與標頭H2。如圖所述，PDSN 1024是將一傳輸訊框 傳送給PCF1 1026，並且將一傳輸訊框傳送給PCF2 1028。PCF1 1026是將一傳輸訊框傳送給用戶群中的N個 使用者。PCF2 1028是將一傳輸訊框傳送給用戶群中的Μ 個使用者。 根據具體實施例，廣播CS是將包含加密的廣播内容的IP 封包傳送給由一分類-D多重廣播IP位址所識別的一多重廣 播群。此位址是使用在IP封包的目的地位址欄位。一特定 PDSN 1024是加入這些封包的多重廣播路由。在標頭壓縮 之後，PDSN 1024是將每個封包放置在用以傳輸的一 HDLC訊框中。HDLC訊框是經由一般路由封裝（GRE)封 包封裝。GRE封包標頭的主要欄位係使用一特殊值來表示 一廣播傳輸媒體連接。GRE封包是附加20個位元組IP封包 標頭，該IP封包標頭具有具有一來源位址欄位，用以識別 PDSN 1024的IP位址，而且目的地位址係使用一分類D的 多重廣播IP位址。一般建議此多重廣播IP位址是不同於廣 播CS所使用的。系統1020係建構相對PCFs和PDSNs的至 -26- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐） ΓΓ廣播路㈣。在廣播連接中傳遞的封包是連序提 ^在具體實施例中，GRE序列特徵是允許的。ΙΡ多重廣 播封包的複製是在可多重廣播的路由器達成。 在-具體實施例中，每個PCF係進一步耗合到一BSC(未 在圖顯示），其中i定BSC可複製封包，並且將他們傳送 ，另-BSLBSCS鏈可產生較佳的軟交遞性能。成鍵的 SC可產生較佳的軟交遞性能。成可複製傳輸訊 框’並且使用相同的時間記錄而將它傳送給相鄰BSCS。去 行動台接收來自不同BSCS的傳輸訊框時，時間記錄資訊： 於軟交遞操作是重要的。 在技藝中熟諳此技者可了解到資訊與信號係表示使用各 種不同技術與技巧之中任-1。例％，在签個上述參考的 資料、指令、命令、資訊、信號、位元、符號、與片段能 以電壓、電流、電磁波、磁場或粒子、光學場或粒子、或 任何組合表示。 熟諳此技者可進一步了解到有關在此揭示具體實施例的 各種不同說明邏輯方塊、模組、電路、與演算法能以電子 硬體、電腦軟體、或組合實施。為了要清楚描述硬體與軟 體的互換性’各種不同說明的元件、方塊、模組、電路、 與步驟是鑑於他們的功能而在上面描述。此功能是否以硬 體或軟體實施是因在整個系統上的特殊應用與設計限制而 定。熟諳此技者能以不同方式實施有關每個特殊應用的描 述功能，但是此實施決定不應違背本發明的範圍。 在揭示具體實施例中描述的各種不同說明邏輯方塊、模 -27- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210X 297公釐） 569579 A7 B7 五 發明説明（25 組、與電路能以一般目的處理器、一數位信號處理器 (DSP)、一應用特殊積體電路（ASIC)、一欄位可程式閘陣 列（FPGA)、或其他可程式化邏輯裝置、非連續閘或電晶體 邏輯、非連續硬體元件、或設計執行在此描述功能的任何 組合實施或執行。一般目的處理器可以是一微處理機，或 者，該處理器可以是任何傳統處理器、控制器、微控制 器、或狀態機器。一處理器亦能以計算裝置的組合實施， 例如，一 D S P與一微處理器、複數個微處理機、一或多個 微處理器與一DSP核心、或任何其他此結構。 在此揭示具體實施例中描述的一方法或演算法步驟能以 硬體或一處理器執行的軟體模組、或組合而直接具體實 施。一軟體模組可以在RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記 憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬 碟、一可移動磁碟、光碟、或在技藝中已知任何其他形式 的儲存媒體。一儲存媒體係耦合到處理器，如此處理器便 可從儲存媒體讀取資訊及寫入資訊。或者，儲存媒體可整 合到處理器。處理器與儲存媒體可在ASIC。ASIC可在使用 者終端設備。或者，處理器與儲存媒體可以在一使用者終 端設備的非連續元件。 揭示具體實施例的先前描述係提供以允許在技藝中熟諳 此技者可製作或使用本發明。這些具體實施例的各種不同 修改對於在技藝中熟諳此技者是顯然的，而且在此定義的 一般原理可運用在其他具體實施例，而不致於違背本發明 的精神或範圍。因此，本發明並未侷限於在此顯示的具體 實施例，而是符合在此揭示的原理與新穎特徵。 -28- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐）
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Claims (1)

  1. 569579 第091106165號專利申請案 A 8 、中文申請專利範圍替換本(92年10崧 i、申請專利範圍" "~ .一種使用在一支援單向傳輸的無線通訊系統之方法，該方 法係包含： 產生一傳輸訊框； 決定該傳輸訊框的標頭； 使用一第一格式將該標頭壓縮；及 週期性產生該第一格式的至少一參數。 2·如申請專利範圍第1項之方法，其中該單向傳輸是一廣播 服務。 3 .如申請專利範圍第2項之方法，其中該第一格式的至少一 參數是交插在一廣播資訊流的廣播内容之間。 4,如申請專利範圍第3項之方法，其中該廣播資訊流是以網 際網路協定封包傳輸。 5 ·如申凊專利範圍第2項之方法，其中該壓縮係進一步包 含： 應用一 ROHC格式。 6. 一種使用在一支援單向傳輸的無線通訊系統之方法，該方 法係包含·· 接收一傳輸訊框，該傳輸訊框具有使用一第一格式壓縮 的一標頭； 接收用以描述該第一格式的至少一參數；及 使用該第一格式將該傳輸訊框解壓縮。 7·如申請專利範圍第6項之方法，其中該傳輸訊框是一部分 的廣播資訊流。 8.如申請專利範圍第7項之方法，其中該廣播資訊流係包含
    ^69579 六、申請專利範圍 網際網路協定封包。 9 ·如t a青專利圍第8項之方法，其中該至少一參數係與廣 播内容X插於資訊之廣播流中。 ⑺· 一種用於一支援單向傳輸的無線通訊系統之基礎元件，該 基礎元件係包含： 產生裝置，用以產生傳一輸訊框； 裝 决足裝置’用以決定該傳輸訊框的一標頭； 壓縮裝置，其係使用一第一格式而將該標頭壓縮；及 產生裝置，用以週期性產生該第一格式的至少一參數。 11. 一種用於一以支援單向傳輸的無線通訊系統之基礎元件， 該基礎元件係包含： 接收裝置，用以接收一傳輸訊框，該傳輸訊框具有使用 一第一格式使用的一標頭； 接收裝置，用以接收描述該第一格式的至少一參數；及 解壓縮裝置，其係使用該第-格式而將該傳輸訊框解壓 縮。
    12· —種數位信號儲存裝置，其係包含： 第-組指令1以接收-傳輸域，該傳輸訊框具有使 用一第一格式壓縮的一標頭； 第二組指令，用以接收描述第一格式的至少一參數；及 第三組指令，用以使用該第-格式將該傳輸訊框解廢 縮。 -2- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210X 297公^ 、 ---
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