专利名称：无线基站、无线终端和目录供应者的制作方法
技术领域：
本发明涉及采用无线技术来分配多媒体信息的信息分配系统。
背景技术：
目前在日本国内服务的IS-95无线系统和预计在将来服务的IMT-2000中使用CDMA技术，可以相同频域在一个无线终端同时接收多个通信信道。例如，在IS-95无线系统中，通过5个信道同时接收传送速度为14.4k位/秒的通信信道，从而能够以72k位/秒的传送速度来进行通信。
在一个无线终端可同时接收多个通信信道是指无线终端处于所谓好的电波环境、即信号功率高而噪声功率低的电波环境下的情况。即，在该无线通信系统中，如果存在可接收多个无线信道的传送速度快的无线终端，则也存在只能接收一个无线信道的传送速度低的无线终端。无线基站在无线终端不能控制发送功率。因此，在这种无线区间的传送速度由于接收的信号功率和噪声功率等电波环境而变化的无线通信系统中，在对多个无线终端多点传送或广播分配同一信息的情况下，有必要考虑这些无线终端中传送速度最低的无线终端来分配信息。因此，需要所谓将无线基站的发送功率作为最大的装置，从而能够可靠地分配给所有无线终端。但是，当无线基站的发送功率作为最大时，产生对通话或信息分配等其它同一频率内的无线信道施加干扰等问题。
本发明的目的是，在向所有用户分配相同信息的多点传送或广播的信息分配中，在考虑到对其它通信的干扰的同时，能够通过无线终端的电波环境来改变用户接收的信息量和服务质量。即，电波环境差的无线终端应以最低限度分配优先级高的信息，电波环境好的无线终端可接收附加于优先级高的信息上的附加信息。
发明概述本发明为了解决上述问题，其目的在于，对应于多个终端各自的无线终端的电波环境来分配多媒体信息。
为了实现上述目的，本发明的无线基站通过由码分多址方式(CDMA)连接的无线信道，向多个无线终端分配多媒体信息，包括对构成多媒体信息的信息元素分层、接收包含分层后的信息元素的发送优先级的帧的接收接口；根据包含于帧中的由接收接口接收的帧的发送优先级、将发送优先级较高的帧分配到调整发送功率和扩散率等以使帧误差等减少的通信品质较好的信道上的分配装置；设置在每个信道上的、扩散由分配装置分配的帧的扩散器；和发送由扩散器扩散的帧的发送装置。
另外，本发明的目录供应者系统通过多个无线基站向多个无线终端分配多媒体信息，包括将每个多媒体信息分层为构成该信息的信息元素的分层装置；形成包含分层装置分层的信息元素和其发送优先级的帧的帧形成装置；和在多媒体信息单位中结合帧形成装置形成的多个帧并发送到无线基站的发送装置。
另外，本发明的无线终端通过以码分多址方式(CDMA)连接的无线信道，从无线基站接收多媒体信息，包括对构成多媒体信息的信息元素分层、接收包含该分层后的信息元素的多个帧的接收接口；设置在每个信道上、通过从无线基站通知的信道分离用扩散码反扩散由接收接口接收的多个帧、取出分配给信道的帧的反扩散器；设置在每个信道上、判断反扩散器取出的帧是否满足事先设定的通信质量标准的判断装置；由判断装置判断满足事先设定的通信质量的标准时的帧再构成多媒体信息的再构成装置；和向输出装置输出再构成装置再构成的多媒体信息的信息输出装置。
另外，本发明的收费处理方法向分配多媒体信息的多个无线终端进行收费，包括在第1记录装置上记录各无线终端是否对每个构成多媒体信息的信息元素开启其信息元素的开启信息的步骤；当记录在第1记录装置上的各无线终端的开启信息表示开启时、在第2记录装置上记录指定各无线终端的用户ID的步骤；和根据由第2记录装置记录的用户ID来指定各无线终端、由运算装置进行各无线终端的收费处理的步骤。
附图简述下面结合附图来描述本发明的最佳实施例，其中
图1表示信息分配系统的构成；图2表示信息数据库的构成；图3表示分配信息的一个实例；图4表示分配信息为静止图像的情况下的分层构成；
图5A-F表示分配信息为声音的情况下的分层构成；图6表示记载分层声音和音乐的顺序的流程图；图7A-D表示分配信息为运动图像的情况下的分层构成；图8表示无线基站的发送机线路框图；图9表示无线终端的接收机线路框图；图10表示无线基站内部的控制装置的动作；图11表示无线终端内部的控制装置的动作；图12A、B表示分层和无线基站的发送功率的关系；图13A-D表示每个分层中数据传输速率、扩散率、编码率、时间比的区别；图14表示多点传送时的序列图(自动分配型)；图15表示多点传送时的序列图(用户请求型)；图16表示广播时的序列图；图17A、B表示在静止图像的发送时间中附加差别的方法；图18A、B、C表示无线终端的输出画面。
发明详述下面结合附图来说明本发明的实施例。
图1是表示本发明的信息分配系统的一个实施例的构成的图。目录提供者590的目录编辑器550具有分层文本、声音、图像等多媒体信息的功能。目录编辑器550由输入文本、声音、图像等的信息输入装置551、对应于输入信息的内容按照优先级进行分层处理的控制装置552、和为了边具有优先级边进行分层处理而暂时存储输入的信息的记录装置553构成。
目录服务器500包括存储来自目录编辑器550的分层多媒体信息的信息数据库502、和向无线基站201分配该信息数据库502的信息的信息分配服务器501。该目录服务器500与为了与不同网络连接而进行协议转换的网关602相连接，该网关602与包括因特网的其他业者网700相连接。
其它用户网700通过网关601与移动通信网200连接。该移动通信网200包括管理无线终端100、无线终端110和无线终端120的位置信息的标识位置存储器(HLR)207、将来自HLR207的位置信息进行电路交换为原样的移动交换局206、对各用户利用的信息进行收费的收费系统210、和向与该移动交换局206连接的多个无线终端100、110、120无线发送来自目录服务器500的信息的无线基站201。
无线基站201包括存储目录服务器500接收的信息并具有控制无线基站201内部的程序的记录装置205、控制无线基站201内的各种装置的控制装置204、接收处理存储在记录装置205中的信息并变换为无线信号的通信装置203、和将通信装置发送的电信号转换为电波的天线202。另外，目录提供者590所有的目录服务器500和目录编辑器550与图1中表示为目录服务器510和目录编辑器560一样，也可设置在移动通信网200的内部。在以下的实施例中，目录服务器510具有与目录服务器500相同的功能，目录编辑器560具有与目录编辑器550相同的功能。
无线基站201通过采用码分多址方式的无线线路向无线终端100、无线终端110和无线终端120分配来自目录服务器500的信息。无线终端100包括将无线基站201发送来的电波转换为电信号的天线101、解调处理来自所述天线101的电信号的通信装置102、将接收的信息输出到显示器或扬声器的输出装置103、处理用户的输入信息的键或按钮、接触面板构成的操作部104、控制无线终端100的各种装置的控制装置105、和存储接收的信息并存储控制无线终端100的程序的记录装置106。无线终端110和120也与无线终端100的构成相同。输出装置103输出的信息不仅可由视觉或听觉来识别，也可由盲文等触觉来识别。
下面说明使用本系统的服务器状态。
在更新前或具有来自信息分配服务器的发送停止请求前反复向无线终端发送分配到无线终端的信息。用户输入显示在无线终端上的菜单和关键字来请求分配信息。该请求通过无线基站201发送到目录服务器500或目录服务器510，目录服务器500或目录服务器510向无线基站201指示向无线终端分配信息。接收来自目录服务器500或目录服务器510的分配指示的无线基站201向无线终端发出控制装置204的控制，向无线终端通知无线终端接收信息用的加密解密密钥。在已重复分配用户请求的信息的情况下，目录服务器500或目录服务器510指示无线基站201向无线终端通知加密解密密钥。此时，目录服务器500或目录服务器510向收费系统210通知其用户利用的服务器内容。
收费系统210对分配多媒体信息的多个无线终端进行收费处理。
收费系统210包括在无线终端用户开启分层的各信息元素的情况下接收特定信息元素的信息元素ID和特定无线终端的用户ID的通知的接收装置211、设置在各无线终端上的记录收费记录和各信息元素的利用费用信息的数据库212、和根据通知的信息元素ID和记录在数据库中的利用费用信息、对通知装置通知的用户ID特定的记录在数据库中的收费记录进行收费处理的控制装置213。因为在每个信息分页处变化无线终端接收信息用的加密解密密钥，所以可防止信息的不正当使用，并能收取每个节目的费用。接收解密密钥的无线终端可接收分配的信息。分配的信息由目录编辑器550、560形成并存储在目录服务器500、510中。由此，多点传送或广播的信息分配服务器类似于在播放在加密状态下播放节目的无线电或电视播放中，在每个节目中，解码器或接收器接收解码密钥，通过该解码密钥，用户可欣赏特定的节目。
图2表示目录服务器500内的信息数据库502的数据构成。信息数据库502具有由目录编辑器550分层的文本、静止图像、声音、运动图像等多媒体信息。这些多媒体信息由一次向无线终端分配的信息单位进行管理。在图2的实例中，信息数据库502由分配信息300和分配信息301构成，它们分别为以所谓新闻或静止图像作为一次向无线终端分配的信息单位。也可以每个分配信息300这种向无线终端分配的信息单位进行收费。即，来自无线终端的一个发送请求或对于一个节目请求的响应作为单位。这些分配信息300和分配信息301对应于重要性或优先级具有多个分层信息。向这些层中附加识别与何信息相关的ID和表示优先级的标题。另外，在各层的末尾附加TB(结尾位)。
在目录编辑器550中，想准确分配给用户的信息的重要性或优先级最高，将其它信息作为附加信息进行分层，存储在信息数据库502中。在本实施例中，在向标题附加[1]的情况下作为重要性最高的层，标题值越高，则重要性越低。哪个层信息是附加信息、无线终端可接收至哪个层，这些依赖于无线终端的电波环境。即，通过无线终端的电波环境，无线终端仅从无线基站201接收重要性或优先级最高的层，并接收重要性和优先级最高的层和包含一个或多个附加信息的层。在本实施例的信息分配系统中，以分配信息300为例，将层1(300a)作为包含重要性或优先度最高的信息的层，以层2(300b)、层3(300c)、层4(300d)的顺序增加附加于各层的数字，则重要性或优先级变低。在本实施例中，层1以外的统称为附加信息。另外，在图8以后来说明对应于这些层的重要性或优先级的分配方法。
分配信息300中，层数为4个，也可对应于信息量或内容为分配信息301的层1(301a)层2(301b)、层3(301c)等3个，也可比该数多。另外，无线终端可接收的通信信道的数量变得较少。分配的信息媒体是文本、静止图像、声音、运动图像、或其混合，也可适用于包含音乐的声音分配或CM等图像分配等。
图3为表示图2的信息数据库502的分配信息的一个实施例中层的构成的图。分配到无线终端上的分配新闻302包括网络主页等文本302a、静止图像302b、声音302c和运动图像302d的多媒体信息。用户由无线终端来接收分配新闻302，通过文本302a可以文字读取新闻的内容，通过静止图像302b观看新闻等关于新闻的照片，通过声音302c来以声音收听新闻，也可听到BGM。另外，通过看见运动图像302d可较准确地理解新闻信息。这里，文本302a以外为帮助用户理解的附加信息。分配的信息也可是总合这些各种多媒体的其它形式，可仅是静止图像，是包含音乐的声音，或是CM等分配图像。在分配的信息例如仅为文本的单一多媒体的情况下，也可通过信息的内容来附加优先级后进行分层。
下面说明对于构成这些多媒体信息的信息元素进行分层的方法。
图4表示静止图像分配服务的情况下的分层构成。静止图像分配服务是指信息数据库502内的分配信息301为静止图像。这里，解像度最高的原始静止图像310中具有从第1到第16的像素。为了方便说明，将该原始静止图像310作为实际分配的静止图像的一部分。该原始静止图像310作为目录编辑器550分层的信息元素，随着图2的信息数据库502中的分配信息301中的图像大小变化，仅将解像度作为结果进行保存。
图4中，目录编辑器550通过控制装置552进行处理，由信息输入装置551获得的原始静止图像310来形成从层1信息到层3信息的三个信息。具体而言，将原始静止图像310作为随着变化包含第1像素信息的层1信息311、包含第3、第9和第11像素信息的层2信息312、和包含第2、第4-第8、第10和第12-第16的像素信息的层3信息313的图像大小而仅降低解像度的三个信息。向层1分配层1信息311，向层2分配层2信息312，向层3分配层3信息313。并且，在已有描述中，层1为优先级最高的层，因为无线终端在接收层2的阶段中也接收层1的第1像素信息，所以层2信息312中不包含由虚线包围的重复的第1像素的信息。由于层3也相同，所以可原样使用层1和层2接收的信息。在图4的示例中，如此构成层，以使无线终端接收目录服务器500分配的所有层，并得到解像度非常高的原始静止图像310。
下面表示包含音乐的声音分配服务时的分层构成。
图5A-H表示在信息数据库502中的分配信息301包含音乐的分配服务情况下的分层构成。图5A表示原始声音的波形。波形高度为表示声音大小的振幅，横轴表示时间。图5B中具有由目录编辑器550以原始声音的最大频率的2倍频率来对其进行采样的数据。向目录编辑器550的信息输入装置551中输入原始声音，并由控制装置552在数字信号中进行采样而生成该数据，作为层1存储在信息数据库502中。图5C为由目录编辑器550以原始声音的最大频率的4倍频率来采样的数据，该数据作为层2存储在信息数据库502中。图5D为由目录编辑器550以原始声音的最大频率的8倍频率来采样的数据，该数据作为层3存储在信息数据库502中。
在本实施例中，以采样频率为最大频率的2n(n为整数)倍来进行采样。因此，可以采样数据各自不重合地进行采样。因为不能向无线终端发送两次以上的相同信息，所以可高效率地分配信息。另外，将信息数据库502的层1的信息从数字信号解码为模拟信号，根据采样原理，包含有最低限度的必要信息。n的组合虽然是任意的，但与将数值最低的整数(采样频率也低的)称为层1，次低整数称为层2一样，每次增加n时，因为采样数据增加，所以层变低。
无线终端仅接收层1时，即使听到无线终端接收该信息，也不要过分期望音质。但是，当如图5E所示无线终端接收层1和层2的信息时，因为采样数据增加，所以无线终端可比仅接收层1时更忠实地再现信息，改善音质。同样，在图5H中，因为无线终端接收层1、层2和层3的信息，所以可进一步改善音质。由此，如果接收较多的层，则目录编辑器550将原始声音分层后存储在目录服务器500内的信息数据库502中，以改善包含音乐的声音的质量。
当如此对声音进行分层分配时，对应于无线终端的电波环境可享受到音质不同的声音分配。但是，在实时收听的情况下，因为在无线终端合成(相加)时声音的整合变得不整齐，所以有必要获得各层的同步。因此，有必要对应于各层的采样数据量，由无线基站来变化传送速度，获得同步。作为同步的装置，例如有在各层的包的标题中包含同步信息的方法。在无线终端，根据附加于标题的同步信息，可获得接收的各层的同步。
在根据标题的同步信息不能取得同步的情况下，无线终端也可事先确定仅接收层1而放弃其它层的信息。此时，虽然音质下降，但因为无线基站不需要因同步引起的偏移而向无线终端再发送或再同步等控制，所以可较高效地分配信息。通过各无线终端与无线基站同步来判断是否获得同步。
在将接收的层信息保存在一次缓冲器这种存储装置中后再现声音时，虽然无线终端没必要取得相互层的同步，但根据记录包含于数据标题中的数据相当于声音中的哪部分的数据，在合并交换数据后进行再现。由保存在无线终端的存储装置中的软件来执行该处理。
图6表示记载分层声音和音乐的顺序的流程图。目录提供者向目录编辑器550的信息输入装置551输入分配的信息(S1000)。之后，目录编辑器550的存储装置553将该输入信息作为模拟信号进行存储(S1001)。控制装置552从记录装置553中输出该数据，通过变换采样频率后进行采样来将模拟信号的声音和音乐数字化为数字信号(S1002)。将信息附加于标题，以在该数据中，对应于无线终端接收的数据量或顺序而由无线终端进行数据的合并替换。
控制装置552向该采样信息中附加识别信息用的ID和层序号后对信息进行分层(S1003)。之后，将这些分层后的信息存储在记录装置553中(S1004)。当为来自目录提供者的指示或设定的某一时间时，该信息转移到目录服务器的数据库中，从信息分配服务器发送到无线基站(S1005)。
下面说明图像分配服务时的分层的构成。
图7A-D表示信息数据库502中的分配信息301仅为图像的图像分配服务情况下的分层构成。这里作为例子，说明在1秒钟内具有6帧的图像速度的原始图像。图7A-D的①、②和③分别表示为层1、层2和层3的信息。目录编辑器550向各层分配原始图像的帧，以使层1为层2的一半的信息量，为层3的1/3的信息量。另外，目录编辑器550的控制装置552对层进行分配处理，以对应于无线终端接收的层来使原始图像的帧的间隔变得相等。例如图7B所示，在无线终端仅接收层1时，图像速度为1秒钟1帧，以1秒间隔来变化图像。当无线终端接收层1和层2时，图像速度变为1秒钟3帧，以0.33秒间隔来变化图像。当无线终端接收层1、层2和层3时，图像速度变为1秒钟6帧，以0.17秒间隔来变化图像。在无线终端仅接收层1的信息时(图7B)，因为帧数为1秒1帧，所以图像变化由于1秒1次地发送再现慧形象差变化的慧形象差而变得非常不自然。但，如图7C所示，在无线终端同时接收层1和层2的情况下，因为1秒钟的帧数变为3帧，所以改善了图像的质量。另外，在无线终端接收3个层的信息的情况下(图7D)，得到与原始图像相同的内容。由此，向层1分配进行服务时保证必要的最小限度质量的数据，在其它层中包含改善该质量用的数据。在图7A-D的例子中，虽然图像1秒中的帧数为6帧，但帧数较多的图像的运动变得较光滑。在动态图像中，为了不使图像的变化变得不自然，期望不论接收哪一层都将帧间隔设定为一定。因此，在目录编辑器550中，控制装置552从原始动态图像算出总的帧数，分层以使帧数变为等间隔。在该图像分配中，与声音时相同，无线终端边接收获得各层的同步，边根据数据标题中记录图像帧应出现在何处的信息，进行合并替换后再现图像。
接着说明无线基站201的通信装置203的硬件构成。在进行信息分配时，无线基站201负责发送包含分配给无线终端的信息的无线信号的任务。
图8表示无线基站203的发送部分的线路框图。
这里，为可发送从层1到层4的4个层的信息的线路框图。层1、层2、层3和层4的信息在由目录服务器500发送而暂时存储在记录装置205中后，输入数据分配器485后分别输入速度变换器480、速度变换器481、速度变换器482和速度变换器483。该速度变换器480-483进行变换数据传输率后发送层1-层4的信息用的处理。由这些速度变换器480-483处理的信息分别输入编码器400、编码器401、编码器402和编码器403。在各编码器400-403中，由内部调制电路调制目录服务器500发送的信息。这些调制后的信息分别由PN码生成器405、PN码生成器406、PN码生成器407和PN码生成器408生成的PN码通过EX-OR电路进行加密。这里，PN码是为了避免对收发信息者之外的第三者影响而使用的，使用IS-95无线系统的Long Code PN这种唯一的码。
通过这些PN码来加密的信号通过由各自生成码片速度扩散码的扩散码生成器420、扩散码生成器421、扩散码生成器422和扩散码生成器423生成的扩散码扩散到所用信号带。在使用CDMA技术的无线通信系统中，因为同一频带中存在多个信道，所以使用这些扩散码来识别信道。因此，在信道中使用唯一的扩散码。
例如，在现役的IS-95无线系统中，在扩散码中使用64次的ゥォルシユ码。通过由扩散码生成器420-423生成的扩散码扩散调制的信号由调制器425-428进行QPSK等数字调制。这里，将具有与无线终端识别无线基站后为了同步而发送的信号相同的码片速度的Pilot PN码加到该信号上。该调制后的无线信号在由RF部415-418进行频率变换等后，由放大器410-413将信号功率放大到分配到无线终端所必需的值。在组合由放大器410-413放大的信号后，由天线202发送到无线终端。
下面说明从无线基站201接收分配信息的无线终端100的通信装置102的硬件构成。
图9表示无线终端100的通信装置102的接收部分的线路框图。
从无线基站201以无线信号分配的信息由天线101变换为电信号而取出带通滤波器430-433中必需的通信信道的信号后，在RF部435-438中对各个通信信道信号进行频率变换等处理后，调制器460-463进行数字调制。之后，这些信号通过由扩散码生成器435、扩散码生成器436、扩散码生成器437和扩散码生成器438生成的扩散码进行逆扩散。这里，使用与分别由无线基站201中用于扩散调制的相同的扩散码。下面描述通知无线终端100由无线基站201使用的扩散码的方法。
由这种逆扩散检出的信道信号分别通过PN码生成器445-448由与无线基站201加密时使用的相同的PN码来解除加密。之后，这些信号由解调器440-443解调为无线基站201调制信息之前的信息。解调后的信息输入判定装置450-453，判定装置判定无线终端100接收的信号与无线基站201发送的信号类似的程度。在理想的系统中，虽然发送的信息和接收的信息完全相同，但因为载有这些信息的载波通过干扰等噪音多的传送媒体，所以发生接收信息的码误差。判定装置450-453通过测定接收信息的帧误差率或信号功率对噪音功率的比来判定载运途中信息丢失的程度。在多点传送或广播的情况下，难以在联合传送时向每个无线终端再送丢失的信息。因此，在本实施例中，在帧误差率或信号功率对噪音功率的比达到某一值而判定接收信息难以复原时，不从判定装置450-453输出其信道信息。
当判定装置450-453判断接收信息可能复原时，从所述判定装置分别向各个层中的记录装置106输出这些信息。之后，包含于这些层中的信息由控制装置105处理汇总后由输出装置103输出到无线终端100的显示器等。另外，输出装置也可向显示器等输出包含于由判定装置450-453判定满足事先设定的通信质量标准的帧中的各信息元素的引导信息。在引导信息中可包含关于信息元素利用费用的费用信息。由此，无线终端用户基于引导输出装置输出的引导信息，可利用包含了希望利用的信息元素的帧的多媒体信息。
下面说明无线基站201的动作。
图10是控制装置204的流程图。
无线基站201通过移动交换局206接收来自目录服务器500的以新闻为某个单位进行分层的信息元素(S1000)，控制该信息存储以在无线基站201内的记录装置205中(S1001)。此时，控制装置204可通过信息包的标题来判定各个层的信息优先级。
当结束接收某个单位的信息时，控制装置204通过记录装置205取出每个层中的信息，进行向图8所示通信装置203内的各个发送机发送各个层的处理(S1002)。之后，控制装置204控制编码器400-403以请求的编码率来编码这些层信息(S1003)。向PN码生成器405-408指示PN码生成，对编码信息进行加密(S1004)，未加入多点传送或广播服务的用户不能接收。接着，控制装置204指示扩散码生成器420-423生成将加密信息扩散到所需频域用的扩散码，扩散信息信号(S1005)。扩散处理后，控制装置204为了使发送功率的电平达到某一值，控制放大器410-413的功率增益来控制天线202的发送功率(S1006)。来自目录服务器500的信息通过图10的控制而从无线基站201的天线202发送到无线终端(S1007)。由此，能够仅向加入特定服务的无线终端分配多媒体信息，可进行信息分配的有偿服务。
下面说明无线终端的动作。
图11是控制装置105的流程图。
控制装置105通过天线101接收由无线基站201发送的信息，由带通滤波器430-433抽出必需的信道信号(S1020)。接着，为了将抽出的信道扩散信号恢复到扩散前的信号频域，指示扩散码生成器435-438生成与无线基站201使用的相同的逆扩散码(S1021)。当通过生成的逆扩散码将信号变换为由无线基站201扩散前的频带时，控制装置105为了解除信号的加密，指示PN码生成器445-448生成与无线基站201加密时使用的相同的PN码(S1022)。控制装置105控制解码器440-443，解码解除加密的信息(S1023)。另外，控制装置105算出解码信息的帧误差率或信号功率对噪音功率的比，指示判定装置450-453判定处理接收哪个层的信息(S1024)。之后指示在记录装置106中存储通过接收判定的信息(S1025)，进行存储所有各个层的信息并将其合成为新闻等某一单位的信息的处理(S1026)。之后，控制装置105向无线终端100的输出装置103发送合成的信息，将新闻输出到显示器等(S1027)。
下面说明如何分配各层的信息和差别化每个无线终端的服务。
图12A、B是表示从无线基站发送的信号的分层和发送功率的关系的图。
图12A表示各通信信道的发送功率为可变的情况，图12B表示发送功率一定的情况。
各通信信道的发送功率可变时，将包含重要性或优先级最高的层1的信息的通信信道发送到无线终端的发送功率相对地表现为1。接着，重要性或优先级高的层2的通信信道以将发送功率作为其一半来发送。接着，重要性或优先级高的层3的通信信道以将发送功率作为其再一半来发送。即，层3的通信信道以相对于层1的功率比的1/4来发送。重要性或优先级最低的层4以层1的1/8的发送功率发送到无线终端。由图8的放大器来控制这些发送功率。
与之对应，如图9所述，无线终端判断是否可以接收信号的帧误差率或信号功率对噪音功率的比来接收该信道。由此，在扩散率或数据传输率等发送功率以外的参数完全相同的情况下，虽然即使电波环境差也可接收包含发送功率最高的层1的信息的通信信道，但电波环境不好时却不能接收包含发送功率最低的层4的信息的通信信道。
因为通常由多点传送或广播发送信息的情况多，所以当以最大发送功率将全部通信信道发送到无线终端时，对其它通话等使用的通信信道的干扰大。因此，当逐阶段地降低无线基站201的发送功率时，包含重要性或优先级低的附加信息的通信信道可通过抑制发送功率分配信息来抑制干扰，并且电波环境好的无线终端可接收其附加信息，价值大。
在上述实例中，无线基站在层的优先级或重要性变低时，将包含该层的通信信道的发送功率变为一半。该发送功率例如也可对应于包含于层中的信息优先级，将层1、层2和层3的发送功率比分别变为1、3/4和1/4。另外，也可是对应于服务区的任意比率。
下面说明图12B所示的包含各层的通信信道的发送功率一定时的信息分配方法。
图13A表示图8的无线基站200的发送机框图的一部分。
其下表示将变化各分层的扩散率、编码率、时间比时的数据传输率汇集在三个表中(图13B、13C、13D)。表左侧的序号表示层序号。作为例子，从天线202发送的信号的码片速率为与IS-95无线系统相同的1.2288M码片/秒，图12B中的发送功率一定。
首先说明扩散码生成器420的扩散码的扩散率变化的情况(图13B)。
输入无线基站200的发送机的层1的数据传输率为9.6k位/秒，当编码率为各通信信道相同的1/2时，由扩散器输入的比特率为19.2k位/秒。此时，在将从天线202发送的信号的码片速率保持为1.2288M码片/秒时，扩散器的扩散率为64。当层2的数据传输率为19.2k位/秒时，因为编码率同为1/2，所以扩散器输入的信息的比特率为38.4k位/秒。同样地，在当码片速率保持为1.2288M码片/秒时，扩散码的扩散率为32。在层2的情况下，因为信息的数据传输率为层1的2倍，所以码片速率保持为1.2288M码片/秒，扩散率减半。在层3中，其数据传输率为38.4k位/秒并为层1的3倍时，扩散率变为层1的1/3，即16。另外，在层4中，其数据传输率为76.8k位/秒并为层1的4倍时，扩散率变为层1的1/4，即8。这些数据传输率由图8的速率变换器480-483以控制装置204的指示进行调整。
在使用CDMA技术的无线通信系统中，信号功率在其扩散率过大时受到对干扰等噪音功率的影响。无线终端的接收机通过通信信道的帧误差率或信号功率对噪音功率的比来判定是否接收其通信信道。因此，因为层1的噪音功率强、扩散率高的通信信道的帧误差率低，信号功率对噪音功率的比高，所以可准确接收。反之，在层4的扩散率低的通信信道中，因为帧误差率高，信号功率对噪音功率的比低，所以通过无线终端的电波环境，帧误差率或信号功率对噪音功率的比不满足必要值，由接收机的判定装置判定为接收不可能。因此，通过控制无线基站201的发送机的扩散率，可以任意变化各层的信息的误差耐性。由此当发送功率一定时，使无线终端可接收的层数中有差别，对应于无线终端的电波环境来变化可接收的信息量。
如图4-图7所述，即使每个层的信息量不同，通过变化数据传输率来发送可以使所有层信息的接收时间基本相同。例如，图5中，层2的信息量为层1的2倍，层3包含层1的4倍信息。但是，通过相同的数据传输率向无线终端发送这些信息得不到与原始声音接近的声音。通过使层2的数据传输率为层1的2倍，层3的数据传输率为层1的4倍来发送，可得到接近于原始声音的声音。
下面说明变化编码率的情况(图13C)。与所述扩散比的情况相同，也使各层的通信信道的发送功率相同，扩散调制速度为1.2288M码片/秒。在该例中，各层的数据传输率设定为一定，为9.6k位/秒。通过将各层的通信信道扩散率变化为与所述扩散比的情况相同，在各无线终端可接收的通信信道数量上有不同，通过控制装置随意变化编码率而不是数据传输率，可变化扩散率。在层1的情况下，因为编码率为1/2，所以数据传输率为9.6k位/秒时的扩散率为64。在相同数据传输率的情况下，因为层2中的编码率为1/4，是层1情况的2倍，所以扩散率为层1一半，即32。同样地，在层3中，因为编码率为1/8，所以其扩散率为16。与所述扩散比的情况相同，虽然无线终端可接收扩散率高的层1的通信信道，但也存在扩散率比其低的层由于电波环境或离开无线基站201的距离而不能接收的情况。
下面说明发送时间变化的情况(图13D)。与此相同，通过变化扩散率，可使无线终端可接收的通信信道的数量有差别。这里，编码率相同，码片速率也与所述数据传输率时的相同，为1.2288M码片/秒。虽然层1和层2的数据传输率同为9.6k位/秒，但层2的数据传输率可由控制装置期望地设定为层1的2倍，所以扩散率为层1的一半，即32。此时，因为层2的信息与层1的信息相比，可以一半的时间发送，所以无线基站201的发送时间缩短一半，但是，因为扩散率低，层2可接收区比层1的可接收区小。但是，因为数据传输率快的通信信道可缩短从无线基站201的发送时间，所以具有抑制其它通信信道干扰的优点。由此，对于相同信息量的数据而言，通过期望地变化数据传输率来变化发送时间，可使无线终端可接收的通信信道的数量有差别。
下面说明进行多点传送服务的方法。
图14表示多点传送时的序列图。
作为例子，加入服务的无线终端为无线终端1、无线终端2、无线终端3和无线终端4等4个。另外，该序列在边到达某一时刻边更新信息时，表示为从目录服务器向无线终端自动分配信息。在使用CDMA技术的信息分配系统中，为了接收分配的信息，有必要通知无线终端用于加密解除或信道识别的PN码和扩散码。另外，还可通知各层的扩散率和数据传输率编码率来复原各无线终端适当接收的信息。具有分配信息的目录服务器。
目录服务器在开始信息分配前向移动交换局发送包含加入服务的用户信息的分配通知(SQ800)。以该用户信息为基础，移动交换局向HLR中加入该用户所有的无线终端的位置信息(SQ801)。接收其的HLR由内部数据库检索无线终端存在于哪个无线基站的管理下，将该结果通知移动交换局(SQ802)。移动交换局根据该信息，向该无线终端所处的无线基站通知呼叫信息(SQ803)。接收呼叫的无线基站为了向这些无线终端通知用于加密解除或信道识别的PN码和扩散码而呼叫各个无线终端。之后，使用通信信道来通知PN码和扩散码(SQ804-SQ806)。此时，也通知信息的各层扩散率、数据传输率和编码率。
在图14所示实例中，因为无线终端4已在通话中，所以此时不能通知PN码和扩散码。这里使用通信信道的理由在于未加入服务的无线终端不能接收这些码。虽然每个通信信道中使用不同的PN码和扩散码，但所有无线终端接收的PN码和扩散码相同。各无线终端接收这些PN码和扩散码时，切断通信信道(SQ807-SQ809)。当结束切断时，无线基站向目录服务器请求分配信息(SQ810-SQ811)。接收信息的目录服务器向移动交换局发送作为分配信息的新闻，移动交换局将其发送到先前无线终端所处的无线基站(SQ812-SQ813)。
这里，分配的信息为包含文本、静止图像、声音、运动图像的新闻信息。无线基站如图3所示分层这些信息后分配到每个层的通信信道，通过与已通知无线终端的相同的PN码和扩散码来进行分别加密和扩散调制，通过图12A、B和图13A-D所述方法来分配各层的信息(SQ814-SQ817)。在该实例中示出，无线终端1接收包含文本、静止图像、声音和运动图像的所有层，无线终端2接收文本和静止图像，无线终端3仅接收文本的情况(SQ814-SQ817)。
当正在通话时，如无线终端4所示，当通话结束时向无线基站发送通话结束的信息。虽然无线终端4加入多点传送服务中，但因为在通话中，所以不能接收先期的PN码和扩散码的通知和新闻的分配。在无线终端4的通话结束后，无线基站呼叫无线终端4，通知各通信信道的PN码和扩散码(SQ818-SQ820)。因为来自目录服务器的信息存储在无线基站内的记录装置上，一定时间内重复分配，所以无线终端4可接收已流通的新闻信息。这里，无线终端4接收所有层的信息(SQ821-SQ824)。以上是进行多点传送分配的方法。
下面说明用户请求已分配信息情况下的处理。
图15表示用户请求已分配信息情况下的序列图。
从无线基站向无线终端反复多点传送所谓新闻或图像的信息。在分配内容的信息更新或具有目录服务器的指示之前，重复发送相同的内容。因为无线终端1不知道解码分配信息的码，所以通过输入无线终端1的菜单或密码来向无线基站发送分配请求(SQ870)。无线终端1在输入节目菜单或密码时，将其变换为任意的电话号码或ID后通知目录服务器。无线基站通过移动交换局向目录服务器发送该分配请求(SQ871-SQ872)。接收该请求的目录服务器从电话号码或ID来识别用户请求的节目，判断无线终端1请求的信息为已在分配中的信息时，向无线基站发送加密解除或通信信道识别用的编码通知指示(SQ873-SQ874)。接收指示的无线基站通过内部控制装置的指示呼叫无线终端1，使用通信信道来通知无线终端1进行信息解码的PN码和扩散码(SQ875)。无线终端1接收到这些码后，切断与无线基站的通信信道，使用接收的码来解码多点传送信息(SQ876-SQ880)。通过以上方法，用户可从下一周期接收已重复流通的信息。
下面说明广播服务。
图16表示广播时的序列图。
广播为对所有无线终端都进行信息分配。因此，在不必限定加入服务的无线终端来呼叫这点上与多点传送不同。
图16中，目录服务器向移动交换局发送所谓的分配的新闻和其新闻为广播分配的信息(SQ850)。这里，新闻信息由目录服务器分别分层为文本、静止图像、声音和动画。接收这些信息的移动交换局向所有无线基站发送这些信息(SQ851)。无线基站因为发送的新闻信息是广播分配的，所以使用分页信道向无线基站区中的所有无线终端通知加密解除和逆扩散用的PN码和扩散码(SQ852)。这里，使用分页信道的原因在于分页信道是所有无线终端都可看见的信道。在图16所示的实例中，无线终端4在通话中。
无线基站分别向通信信道分配包含新闻信息的层，通过先通知无线终端的PN码和扩散码进行加密和扩散后发送(SQ853-SQ856)。广播时，因为由分页信道重复分配PN码和扩散码的信息，所以当无线终端4结束通话时(SQ856)，可从无线基站接收经分页信道通知的PN码和扩散码(SQ857)。接收码的无线终端4使用PN码和扩散码来接收包含无线基站在一定时间内反复分配的文本、静止图像、声音和运动图像的新闻(SQ853-SQ856)。
下面应用本信息分配系统来说明接收时间中有差别的图像分配服务。
图17A表示信息数据库502中的分配信息的一个实施例中静止图像的分层构成。
静止图像350由从第1到第16的16个像素构成。在这些像素中存在各个像素的位置信息和颜色信息。图17B表示各层的信息。在信息数据库502内，从第1到第16的像素信息顺序存储在层1内，在分配时按从第1到第16的顺序发送。在层2中顺序存储从第9到第16、从第1到第8的像素信息。在层3中顺序存储从第5到第16、从第1到第4的像素信息。在层4中顺序存储从第13到第16、从第1到第12的像素信息。在层1中以某一发送功率值、在层2中以该功率值的一半、在层3中以该功率值的1/4、在层4中以该功率值的1/8来如图12A、B所示分配这些层信息。此时，发送功率最大的层1的信息即使在无线终端的电波环境差的情况下也能接收，而发送功率小的层4的信息在无线终端的电波环境不好时不能被接收。即，仅接收层1的无线终端因为以从第1到第16的像素信息顺序接收静止图像350的信息而花费时间。另一方面，在同时接收从层1到层4的所有层时，因为无线终端一次可接收4个像素信息，所以静止图像350的接收时间为仅接收层1时的1/4。由此，通过并列同步同时分配一个信息，因为电波环境好的无线终端比电波环境差的无线终端的数据接收时间短，所以对应于无线终端的电波环境的服务可能不同。在本例中，虽然变化每个层中的发送功率来进行服务，但对于各层而言，也可如上所述通过变化图13B-D所示的数据传输率、编码率、发送时间而同样使接收时间不同。
该方法的分配不限于静止图像，也可应用于图3的新闻分配。例如，将文本、静止图像、声音、运动图像的发送顺序变为每个层。如果以文本、静止图像、声音、运动图像的顺序反复从目录服务器分配层1，以静止图像、声音、运动图像、文本的顺序分配层2，以声音、运动图像、文本、静止图像的顺序分配层3，以运动图像、文本、静止图像、声音的顺序分配层4，则如上所述，可对应于移动终端的电波环境来使服务不同。
图18A、B、C表示使用本发明的一个实施例中的信息分配系统时向无线终端的输出画面的输出内容。
这里表示在进行图3的新闻分配的情况下接收各个层信息时的无线终端的输出内容。无线终端中具有通过存储在记录装置中的接收的层信息的控制装置来进行汇总处理后而由输出装置输出的功能。图18A为无线终端仅接收层1的文本信息时的输出内容。在新闻分配中，因为使用文本来分配其日期或时间最新的新闻，所以文本信息作为重要性最高的层1，在电波环境差的场所也可向无线终端分配。向层2分配作为帮助理解文本内容的附加信息的静止图像。因此，处于仅能接收层1和层2的电波环境下的无线终端的显示器中进行图18B所示的输出。图18C表示接收全部层的输出内容。在图18A、B、C的情况下，向层3分配声音，向层4分配运动图像。此时，声音读出文本的内容，运动图像输出总统选举演讲的情况。从本例中可知，即使文本就可明白新闻内容，但当可接收静止图像或运动图像时，可更容易理解。除了这种层的区别以外，也可考虑向层1以外的层分配发送文本或静止图像等广告信息。
根据上述的实施例，在可多点传送或广播的信息分配系统中，即使无线终端与无线基站间的无线区间传送速度不同，也可提供对应于传送速度质量的分配服务，无线终端可对应于接收的信息量，向无线终端的输出装置输出其内容来利用服务。
权利要求
1.一种无线基站，通过由码分多址方式(CDMA)连接的无线信道，向多个无线终端分配多媒体信息，包括接收包含构成所述多媒体信息的分层信息元素和该分层后信息元素的发送优先级的帧的接收接口；根据所述发送优先级，对于由所述接收接口接收的帧，将优先级较高的帧分配到通信品质较好的信道上的分配装置；设置在每个所述信道上的、扩散由所述分配装置分配的帧的扩散器；和发送由所述扩散器扩散的帧的发送装置。
2.根据权利要求1的无线基站，其特征在于还包括在所述扩散器中设定所述信道分离用扩散码的扩散码设定器；和向所述多个无线终端通知由所述扩散码设定器设定的信道分离用扩散码、表示该扩散码和所述信道的对应关系的关系信息的通知装置。
3.根据权利要求1的无线基站，其特征在于还包括根据包含于所述帧内的所述发送优先级来调节分配该帧的信道的发送功率的发送功率调节器。
4.根据权利要求1的无线基站，其特征在于还包括根据包含于所述帧内的所述发送优先级来调节该帧的扩散率的扩散率调节器。
5.根据权利要求4的无线基站，其特征在于所述扩散率调节器通过调节所述帧的数据传输速率、编码率或发送时间来调节扩散率。
6.根据权利要求2的无线基站，其特征在于所述通信装置通过通知所述信道分离用的扩散码用的分页信道来通知所述多个无线终端所述扩散码和所述关系信息。
7.根据权利要求2的无线基站，其特征在于还包括对于特定的所述无线终端确立通知所述信道分离用扩散码用的通信信道的通信信道确立装置，所述通知装置通过由所述通信信道确立装置确立的通信信道向所述多个无线终端通知所述扩散码和所述关系信息。
8.一种目录供应者系统，通过多个无线基站向多个无线终端分配多媒体信息，包括对每个构成所述多媒体信息的信息元素进行分层的分层装置；形成包含所述分层装置分层的信息元素和该信息元素的发送优先级的帧的帧形成装置；和以所述多媒体信息单位结合所述帧形成装置形成的多个帧并发送到所述无线基站的发送装置。
9.根据权利要求8的目录供应者系统，其特征在于还包括将所述多媒体信息分为n份(n＝1，2，3，…)、以特定的采样频率(f)进行采样的、记录采样数据的采样器，所述分层装置将所述采样器记录的采样数据分层为所述信息元素。
10.根据权利要求9的目录供应者系统，其特征在于包括记录所述多媒体信息和最大采样频率(fmax)(fmax＝2n(n为整数))的记录装置，所述采样器经过向该多媒体信息的始期加上由该采样频率(f)确定的采样周期(t)的1/2的值的时间后开始采样，以将从所述记录装置中读出的多媒体信息的采样频率(f)变为2k(k＝{n-事先设定的层数(m)+a(其中，a＝1，2，3，…，m)})，所述分层装置将所述采样器采样的该采样频率(f)为2k时的该采样数据作为第二信息元素。
11.根据权利要求10的目录供应者系统，其特征在于所述帧形成装置形成包含同步信息的帧，该同步信息将包含构成所述多媒体信息的信息元素的该多媒体信息和所述无线终端接收并再构成的多媒体信息的始期合并。
12.根据权利要求8的目录供应者系统，其特征在于还包括在所述帧形成装置形成的帧中存储识别该帧和其它帧的信息元素ID的ID存储装置。
13.一种无线终端，通过以码分多址方式(CDMA)连接的无线信道，从无线基站接收多媒体信息，包括接收分别向每个所述信道分配的帧的接收接口，该帧为多个包含作为构成所述多媒体信息的信息元素而被分层形成的该信息元素的帧；设置在所述每个信道上的、通过从所述无线基站通知的信道分离用扩散码反扩散由所述接收接口接收的多个帧来取出分配给该信道的帧的反扩散器；设置在所述每个信道上的、判断所述反扩散器取出的帧是否满足事先设定的通信质量标准的判断装置；由所述判断装置判断满足事先设定的通信质量的标准时的帧再构成所述多媒体信息的再构成装置；和向输出装置输出所述再构成装置再构成的多媒体信息的信息输出装置。
14.根据权利要求13的无线终端，其特征在于所述输出装置输出的信息为视觉或听觉可识别的信息。
15.根据权利要求13的无线终端，其特征在于还包括向输出装置输出包含于满足所述判定装置事先确定的通信质量标准的帧中的所述各信息元素的导引信息的导引输出装置。
16.根据权利要求15的无线终端，其特征在于所述导引信息中包含关于所述信息元素的利用费用的费用信息。
17.根据权利要求15或16的无线终端，其特征在于所述控制装置根据所述导引输出装置输出的所述导引信息，由包含所述无线终端的用户希望利用的该信息元素的帧再构成多媒体信息。
18.根据权利要求13的无线终端，其特征在于还包括设置在所述每个信道上的、根据包含于所述无线基站设定的所述帧标题中的该发送优先级来测定所述帧的发送功率和信噪比(S/N比)的第1测定器，和设置在所述每个信道上的、测定所述解码器扩散的该电信号的帧误差率的第2测定装置，所述判定装置通过判定所述第1测定装置或所述第2测定装置记录的帧误差率或S/N比是否满足事先设定的通信质量标准来进行所述判定。
19.一种收费处理方法，对分配多媒体信息的多个无线终端进行收费，包括在第1记录装置上记录所述各无线终端是否对每个构成所述多媒体信息的信息元素开启的开启信息的步骤；当记录在所述第1记录装置上的所述各无线终端的所述开启信息为开启时、在第2记录装置上记录特定该各无线终端的用户ID的步骤；和当记录在所述第1记录装置上的所述开启信息为开启时、根据由所述第2记录装置记录的所述用户ID来特定该各无线终端、由运算装置进行该各无线终端的收费处理的步骤。
20.根据权利要求19的收费处理方法，其特征在于包括在第3记录装置上记录对每个构成所述多媒体信息的信息元素特定该各无线终端开启的该信息元素的信息元素ID的步骤；和根据记录在所述第3记录装置上的所述信息元素ID进行所述各无线终端的收费处理的步骤。
21.根据权利要求20的收费处理方法，其特征在于所述信息元素ID中包含关于该信息元素的利用费用的信息。
22.一种收费处理系统，在分配多媒体信息的多个无线终端进行收费，包括向输出装置输出所述各无线终端接收的该信息元素的导引信息的导引信息输出装置；根据所述导引信息输出装置输出的所述导引信息，通知收费服务器特定所述无线终端用户开启的该信息元素的信息元素ID和特定该无线终端的用户ID的通知装置；所述收费服务器记录设置在所述各无线终端上的收费信息和所述各信息元素的利用费用信息的数据库；根据所述通知装置通知的所述信息元素ID和所述数据库记录的所述利用费用信息，对所述通知装置通知的、所述用户ID特定的、所述数据库记录的所述费用信息进行费用处理的控制装置。
全文摘要
目的在于对多个无线终端分配多媒体信息的无线通信系统中可进行对应于各无线终端的电波环境的分配,分层构成多媒体信息的信息元素,形成包含分层信息元素和其信息元素发送优先级的帧,以多媒体信息单位结合并发送到所述无线基站。
文档编号H04B7/26GK1349364SQ0112595
公开日2002年5月15日 申请日期2001年7月7日 优先权日2000年7月7日
发明者叶山雅夫, 町田嘉幸, 真泽史郎, 岛崎文彦, 且勇一朗 申请人:株式会社日立制作所