专利名称：广播信道上的ip多点通信服务的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种广播信道上的网际协议(“IP”)多点通信服务的传输。
背景技术：
最常见的IP通信类型是单播通信，就是说在其中在节点之间建立通信，并且在发送的数据报中识别节点的单独的地址。如果服务器要发送相同的数据报到多个地址，必须对每一地址重复数据报。传输的单播方法因此不适于大量分配消息或到很多目的地的其它通信。
为达到用于发送因特网通信到很多目的地的需要，更改的协议可用于多点通信服务。IP多点通信是IP数据报到“主机组”的传输，其中“主机组”是一组一个或多个由单一的IP目的地址识别的主机。将多点通信数据报以和通常的单播IP数据报相同的“尽量(best-efforts)”可靠性传送到它的目的主机组的所有成员，也就是，不保证数据报完整无损地或以相对其它数据报相同的顺序到达目的组的所有成员。主机组的成员关系是动态的；就是说，主机可能在任意时间加入或离开。IP模块可能仅仅在如果先前发送到主机一个加入组的请求的情况下接收数据报。对于在主机组中的成员的位置或数量没有限制。通过与目标为主机的单独的地址中一个的数据报完全相同的方式来处理目标为那些组中的一个的引入数据报。由组地址识别目标为主机所不属于的组的引入数据报，并且不产生任意错误报告或记录条目就将其丢弃。
数字广播，特别是数字电视，是另一种服务，它使得节目或其它通信通过电缆连接或卫星或地面无线电磁传输而传输到很多目的地的。广播和IP传输的不同在于通信基本上是单向的；如果需要和目的地交互，目的地的响应必须通过不同的链路，比如因特网或电话通信。在给定信道上的每一传输都到达所有和那个信道连接的接收器。
有可能除了广播服务之外，还将其它的数据流通过相同的广播信道(“封闭的(encapsulated)”)发送。因此可以在一个方向通过广播服务发送多点通信服务，这是提供IP多点通信服务的方便的方法。在网站http//mcp.fantastic.ch/上描述的多媒体汽车平台(MCP)项目中描述了一种这样的方法。国际专利申请WO 00/48361中描述了另一方法。
需要使得用于和数字广播一起被发送的多点通信服务的传输带宽(“频谱”)的使用更经济。
发明内容
本发明提供了一种广播方法和广播设备，用于提供广播信道上的网际协议多点通信服务，如在所附权利要求中所要求的。
图1是一示意图，示出了用于通过广播信道提供网际协议服务的系统。
图2是一示意图，示出了用于通过因特网基础结构提供多点通信服务的系统。
图3是一示意图，示出了根据本发明的一个实施例，用于通过广播信道提供网际协议多点通信服务的系统。
图4是一示意图，示出了根据本发明的另一实施例，用于通过广播信道提供网际协议多点通信服务的系统。
图5是一流程图，示出了在操作图4的系统中消息的交换。
具体实施例方式
图1示出了用于通过数字视频广播网络发送网际协议数据报的设备。广播网络包括发射机设备，其包括天线1，每一天线覆盖由它的操作范围定义的各自的广播小区2。在本发明的这个实施例中，根据欧洲电信标准协会(“ETSI”)，广播系统是数字电视广播系统，当然其它广播标准也可能用在本发明的其它实施例中。示出的特别的系统是根据标准DVB-T的地面广播系统，但是应该认识到，本发明还可应用于例如，来自卫星的广播或通过电缆系统的广播。系统包括电视信号源，其中信号包括视频和音频内容以及相关的信号信息，并且从天线1到接收器或用户终端3的传输是单向的。
系统还和因特网基础结构4连接，其中因特网基础结构4可以以用于通过广播网络传输的数据传送带或IP数据报的形式产生“专用数据(private data)”。广播者的装备包括和因特网基础结构4的因特网终端的网络5。包括天线1的终端5的广播者网络和广播发射机装备的网络通过网关6互联，其中网关6将IP业务根据用于数据广播ETSIEN 301 192 v1.2.1的DVB规范和实现指南ETSI TR 101 202 192 V1.1.1的封闭于电视的MPEG2信号流中。
根据广播者的选择，IP/DVB网关6可能以区域(包括一个或多个广播小区)的不同大小在广播中封闭IP。所有在服务的区域中的用户终端3将能够接收来自相同的IP/DVB网关6的相同的IP分组。为通过广播链路到达用户，IP分组必须被发送到服务用户所处区域的IP/DVB网关6。
现在参考图2，因特网基础结构4包括用于使用IP多点通信协议根据网际协议版本4提供IP多点通信服务的设备，当然应该认识到，可以根据本发明使用其它网际协议版本。IP多点通信协议使得可以使用单一的多点通信地址将IP数据报从源发送到很多目的地。为支持多点通信，网络实体需要一些小的调整。
用于通过通常的因特网实现多点通信的基础结构通常包括多点通信服务器7，提供多点通信到客户端9的多点通信路由器8。在操作中，通过通知多点通信会话使多点通信服务器7开始，根据因特网工程任务组(“IETF”)标准的当前文本，例如，通过电子邮件，新闻组，网页或姓名地址录，使用比如会话通知协议(“SAP”)的多点通信协议做出通知。希望是这种会话的客户端的主机必须使用因特网群组管理协议(“IGMP”)向本地多点通信路由器8预订，其中IGMP的版本3是IETF版本6，如图2所示，因特网群组管理协议包括双向通信。如果预订了至少一个用户，每一多点通信路由器就将在所有服务的子网络中广播多点通信会话。
在根据IETF标准的当前文本、通过通常的因特网结构的多点通信中，为了避免用户预订给定多点通信会话时所不必要的消息交换，将由IGMP协议把来自预订会话的多点通信客户端9的消息在预订过程中发送到它的多点通信路由器8，并且还将其向那个多点通信路由器8服务的子网络中的其它用户进行广播；由相同子网络服务的其它用户接收第一订户的预订消息并且之后禁止发送它们自己的登录消息。
多点通信路由器8接受所有到为多点通信保存的特定地址(222.0.0.1和222.0.0.2)的多点通信消息。一旦接收了用于多点通信客户端9的登录的消息并且多点通信会话的时间到了，路由协议和算法就选择所有要在其中传播多点通信数据报的子网络，并且在其中已知至少一个多点通信客户端9已经登录以接收多点通信分组。
应该认识到，在多点通信路由器8和多点通信客户端9之间通过通常的因特网基础结构的连接可能包括点对点连接或仅支持单播服务的连接。因此，仍需要复制多点通信路由器8的分组下行流。另一方面，多点通信数据通过广播链路的通信将避免任意复制分组的需要。而且，广播链路可能提供用于传输多点通信服务的大的和有保证的带宽。另外，一旦开始通过广播传输系统的服务，可以保证由DVB广播提供的服务质量。因此，需要能够通过广播网络，比如通过如图1所示的DVB广播网络，提供多点通信服务。
在通常的因特网基础结构中，如果仅预订单一的用户，一旦通知了服务通常可以保证多点通信服务，但是只遵循“尽量”的原则就是说在可能的时候将分组运输到用户，并且不核对足够带宽的可用性，使得由用户接收的服务事实上可能是不充分的。
但是，在本发明的本实施例中，DVB广播网络用于多点通信服务的可用带宽不能够使得广播所有可能的会话并且需要进行选择。特别地，通过广播发射机网络提供的多点通信服务通常基于用于每一多点通信会话的足够的传输资源的可用性和成功登录多点通信会话的用户的数量的条件的，为多点通信客户端9的登录提供返回路径，其需要通过与广播传输不同的链路(假定后者具有单向特性)。可能最终在所提出的时间上通知的多点通信会话事实上比预期发送的多点通信会话要更多；做出对哪个会话进行广播的选择是作为在给定DVB区域的可用资源和在那个区域预订会话的多点通信客户端9数量的函数。在通知时，广播者可能选择删除或延迟它决定不广播的会话。
本发明的本实施例的另一特征是，协议使得多个由给定多点通信路由器8服务的多点通信客户可以登录到给定多点通信会话并且(的确)为了获得用于提出的每一特殊的多点通信会话的尽可能精确的测量，为所有有意登陆的用户提供诱因(incentive)。
在如图3所示的本发明的实施例中，把IP和DVB数据通过网关6提供给DVB-T发射机的网络10，其中网关6还用作多点通信路由器8。每一多点通信客户端9具有互动链路11，其由电信链路根据本发明的优先实施例中的UMTS标准保证，当然到其它无线通信标准的返回链路或通过固定的线路的通信也是可能的。通过DVB-T网络10响应于由多点通信客户端9使用IGMP协议进行的登录而发送多点通信服务。
在本发明的这个实施例中，多点通信客户端与和网关和多点通信路由器6、8通过返回链路11通信，其中使用在IETF RFC3077中描述的单向链路路由协议(“UDLR”)将链路11保证为“隧道(tunnel)”12。
这个标准意在使得可以通过单向链路(比如DVB)使用标准网际协议，使得单向网络表现得像标准因特网双向网络。多点通信会话通知是通过单向广播链路的广播。之后，来自多点通信客户端9的响应通过互动链路11返回到IP/DVB网关和多点通信路由器6、8。为了这个目的，使用单向广播和在UDLR中指定的动态隧道结构协议将网关的IP地址广播到所有DVB接收器。
根据UDLR标准的当前文本，因为DVB接收器不能直接和在相同子网络中的其它节点通信，DVB网关和多点通信路由器6、8将广播它通过DVB广播接收的登录消息。但是，根据本发明的这个实施例，IP/DVB网关和多点通信路由器6、8阻碍它接收的登录消息并且不将它们通过DVB广播而广播。因此，为了增加在多点通信客户端9接收的广播区域中通知时实际上被广播的多点通信会话的机会，每一多点通信客户端9具有登录任意其感兴趣的多点通信会话的诱因。因此，可能计算对于每一IP/DVB网关和多点通信路由器6、8接收的响应的数量，并且这个数量可以用来判断在那个区域里广播特殊的多点通信会话的重要性和价值，并且在不同会话之间决定可用于对所有会话进行广播的广播资源是否不够充足。
除了在广播给定多点通信会话之前的多点通信客户端9的响应之外，IGMP协议还实现“询问”消息，由此，用户站在会话过程中反复地询问，并且如果仍然接收会话就自动响应。这个询问还在本发明的本实施例中由通过互动链路11的响应来实现。
在两个情况中，为了使该网关和多点通信路由器广播多点通信会话或继续广播多点通信会话，需要从足够数量的用户站、在给定IP/DVB网关和多点通信路由器6、8的多点通信客户端9接收对于多点通信会话的请求或确认和多点通信会话的继续连接的响应。
如果删除或延迟了多点通信会话广播，通过发送在IETF RFC2974中指定的会话通知协议删除消息(session announcement cancellationmessage)来警告用户。如果用户仍然希望接收多点通信服务，之后他可以尝试通过不同的多点通信服务器接入服务。
如图4所示的本发明的实施例包括DVB-T网络10，其包括发射器1，并和因特网基础结构4通过广播IP网络5连接，具有提供在广播IP网络5和DVB-T网络10之间的接口的IP/DVB网关6。因特网基础结构4包括多点通信服务器7和多点通信路由器(在图4中没有示出)。
广播IP网络5还包括和多点通信服务器7，多点通信路由器以及IP/DVB网关6链接的多点通信管理器单元14。
从移动终端9提供互动链路13到多点通信管理器14，优选地根据GPRS，WLAN或UMTS标准通过无线通信来提供。
将多点通信客户端9登录多点通信会话的响应和关于网关6的信息一起寻址到多点通信管理器14的特定多点通信服务地址，其中从网关6使用会话通知协议接收会话通知。多点通信管理器14控制多点通信会话通过多个IP/DVB网关6的传输，并作为用于通过各自的网关传输的登录该会话的多点通信客户端9的数量的函数，并且在每一网关6的多点通信会话的传输是基于在从由那个网关服务的足够数量的用户站接收用于在该网关上的会话请求的条件的。
更为详细地说，就像任意其它在因特网上的用户，每一多点通信管理器14从多点通信服务器7使用会话通知协议接收即将来临的多点通信会话的通知，其中会话通知协议以多点通信会话姓名地址录服务的形式存储在高速缓存中。多点通信管理器14根据IETF标准RFC2327的当前文本将会话描述作为会话描述协议而插入来自它控制的每一IP/DVB网关6的广播的数据流中，并由该多点通信管理器服务的移动终端9来接收。基于在从由不同IP/DVB网关6服务的多点通信客户端9接收请求数量大于阈值数量的条件，多点通信管理器使得相应的网关预订相应的多点通信会话。阈值数量是可用于从相关的网关6广播该会话的资源的函数，并且设置其，从而排除任意其它具有更少会话并将引起带宽使用超出多点通信会话的可用资源的多点通信会话。
再一次，用户站优选地在多点通信会话过程中反复询问，从而核对仍然有足够的预订的多点通信客户端并且多点通信数据的继续传输是基于从足够数量的多点通信客户端站接收响应的条件的。
将来自多点通信客户端9的响应通过互动链路13发送，互动链路13和因特网基础结构4连接用于向上传输响应到多点通信管理器14。这些响应不会被重新发送到其它多点通信客户端9。因此，多点通信客户端9具有登录给定多点通信会话的诱因，并且接收的登录的数量是对于给定会话的潜在需要的可靠量测。
图5是一流程图，示出了在多点通信服务器7，多点通信管理器14，网关6和移动节点，或多点通信客户端9之间的消息的交换。在这个实例中，用于多点通信会话的广播的准备以使用会话通知协议的会话通知开始，并且包括根据如在15所示的会话描叙协议的描述。在通常已知并且具有识别使用的通知协议(在这个实例中是SAP)的端口号码的多点通信地址上做出会话通知15。在通知15涉及的会话之前的时间内(“存活时间”)广播通知15，并将其传送到IP/DVB网关，其中IP/DVB网关6发送通知，但是不对其进行说明。
多点通信管理器14的多点通信会话姓名地址录服务工具使得多点通信管理器可以保持所有近来被通知的会话描述的清单并且可以对每一网关6发送可用会话的清单。关于每一网关6的身份的信息和它相关的多点通信管理器地址包括在广播通知中，从而使得用户可以响应对应于服务该多点通信客户端9的网关6的多点通信管理器14，并且如在16所示，将这个信息从多点通信管理器14发送到相关网关6。多点通信管理器14核对由多点通信服务器通知的多点通信会话是否发往由特殊的网关6覆盖的区域以及是否仅转送那些确实要发往所述区域的会话。之后通过DVB发射机网络10将所选的会话通知17和多点通信管理器信息一起，以数据传送带的方式广播到那些在由相关网关6覆盖的网络10的区域中的多点通信客户端9。在本发明的优选实施例中，使用在ETFI EN300 468 V1.4.1的DVB服务信息中描述的通知支持描述符做出通知17，当然还可能使用其它IP通过DVB封闭机制发送DVB流中的信息。
每一多点通信管理器14接收关于可用于专用数据的带宽的信息，其中专用数据在由多点通信管理器14控制的每一DVB/IP网关6反馈的广播区域中。多点通信管理器14在给定IP/DVB网关6将给定多点通信会话的广播作为它从多点通信客户端9接收的响应的数量的函数而进行控制，其中多点通信客户端9是在响应中被识别时由特殊网关服务的。
在每一移动终端9的用户可以浏览接收到的关于不同的可用多点通信会话的信息，并且通过发送会话的标识符和用户位置的标识符(即，发送通知到他的网关6的身份)来预订该会话；如在18所示的，将响应传送到在通知中指示的多点通信管理器的地址。在另一实施例中，由DVB广播小区的标识符给出移动终端的位置信息，这使得多点通信管理器14可以识别服务用户的网关。
如在19所述，如果用户预订的数量大于排除了用于该DVB发射网络10的特殊区域的过量多点通信会话的阈值的话，多点通信管理器通知相应的DVB/IP网关6预订多点通信会话。之后，如在20所示，IP/DVB网关6使用IGMP协议预订多点通信会话。当多点通信会话开始时，如在21所示，将多点通信数据从多点通信服务器7传送到IP/DVB网关6，并且如在22所示，将多点通信数据传递到将其作为专用数据封闭的发射机网络10，并通过发射机1传送到多点通信客户端9。网关6服务的发射机网络10的区域中的多点通信客户端9可能之后在对应的多点通信地址上接收多点通信会话。
虽然正在广播多点通信会话，DVB/IP网关6继续通过DVB运输流发送由多点通信管理器14以固定间隔产生的另外的会话通知，并且仅在会话终止时或在会话被广播者删除时才停止。如果广播者删除多点通信会话，多点通信管理器14停止相应的通知并且使用会话通知协议产生会话删除通知。
在本发明的优选实施例中，多点通信客户端9实现用于会话的隐含超时(implicit time-out)如果在预先确定的时间段内自从前一次会话通知之后就再没有接收到会话通知消息，终端可以不等待接收会话删除通知就认为多点通信会话被删除，并且可以立即尝试通过另外的多点通信链路接收该多点通信服务。
权利要求
1.一种提供网际协议多点通信服务的方法，其中，至少如果从用户站(9)接收了用于多点通信数据的请求(18)的话，将多点通信数据在数字广播信道上同数字广播信号一起通过多点通信路由器(8)发送到用户站(9)，其特征在于，所述多点通信路由器对所述多点通信数据(22)的传输是基于多个所述用户站(9)从所述多点通信路由器接收到用于所述多点通信数据的请求(18)这一条件的。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多点通信路由器对所述多点通信数据(22)的传输是基于从所述用户站(9)接收的所述请求(18)的数量大于阈值数量这一条件的，所述阈值数量是在所述广播信道上用于多点通信传输的可用带宽的函数。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，反复询问所述用户站(9)，并且所述多点通信路由器对所述多点通信数据(22)的继续传输是基于从多个所述用户站(9)接收到响应(18)这一条件的。
4.如任意前述权利要求所述的方法，其中，关于用于来自所述用户站(9)的所述多点通信数据的所述请求(18)的信息对其它所述用户站(9)是不可用的。
5.如任意前述权利要求所述的方法，其中，将所述信号和数据通过因特网和广播基础结构(4，5和10)之间的网关(6)发送到各个广播区域，并且相应网关(6)在广播区域内对所述多点通信数据(22)的传输是基于在该网关接收所述请求(18)这一条件的，其中所述请求(18)用于来自由所述广播区域服务的多个所述用户站(9)的所述多点通信数据。
6.如任意前述权利要求所述的方法，其中，在所述广播信道上将对未来多点通信数据传输会话的通知(17)发送到所述用户站(9)。
7.如权利要求6所述的方法，其中，由所述多点通信管理器站(14)在不同于所述广播信道的链路上接收用于来自所述用户站(9)的所述多点通信数据的所述请求(18)，并且所述多点通信管理器站(14)将所述会话的传输作为来自所述用户站的所述请求(18)的数量的函数而进行控制。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中，在所述广播信道上将删除未来多点通信数据传输会话的通知或终止当前多点通信数据传输会话的通知发送到所述用户站(9)。
9.如任意前述权利要求所述的方法，其中，所述用户站(9)在不同于所述广播信道的通信链路上使用单向链路路由协议响应所述多点通信数据，将用于来自所述用户站(9)的所述多点通信数据的所述请求(18)过滤来防止其传输到其它用户站(9)。
10.一种用于通过如任意前述权利要求所述的方法提供网际协议多点通信服务的设备，包括用于在所述数字广播信道上将所述多点通信数据(22)连同所述广播信号一起发送到所述用户站(9)的发射机装置(1，10)，以及多点通信数据提供装置，其选择性地响应于所述请求(18)的接收以提供所述多点通信数据(22)到所述发射机装置(1，10)，其中所述请求(18)用于来自多个所述用户站(9)的所述多点通信数据。
11.如权利要求10所述的设备，其中，所述多点通信数据提供装置包括和所述发射机装置(1，10)通过因特网基础结构(4，5)链接的多点通信服务器(7)，在因特网(4，5)和广播(10)基础结构之间的网关(6)，以及用于使得可以选择性地响应请求(18)的数量而传输所述多点通信数据(22)的装置，其中所述请求(18)用于从在由所述网关(6)服务的广播区域中的所述用户站接收的所述多点通信数据(22)。
全文摘要
一种用于提供网际协议多点通信服务的方法和设备，其中至少如果从用于多点通信数据的用户站(9)接收到请求的话，就在数字广播信道(尤其是DVB－T)上将多点通信数据连同数字广播信号一起通过多点通信路由器(8)发送到用户站(9)。多点通信路由器对多点通信数据的传输是基于多个用户站(9)从该多点通信路由器接收用于所述多点通信数据的请求这一条件的。来自用户站(9)的请求的数量必须大于阈值数量，其中阈值数量是在广播信道上用于多点通信传输的可用带宽的函数。关于用户站(9)对多点通信数据的请求的信息对其它用户站(9)不可用。
文档编号H04N7/24GK1561609SQ02819153
公开日2005年1月5日 申请日期2002年9月11日 优先权日2001年9月28日
发明者戴维·加雷克, 法比耶纳·勒费雷, 阿莫尔·贝纳利 申请人:摩托罗拉公司