专利名称：数字多媒体广播系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种无线通讯，特别是涉及一种数字多媒体广播系统及方法。
背景技术：
移动通讯(mobile communication)已建立许多的无线通讯标准(wireless communication standard)，例如全球移动通讯系统(globalsystem for mobile communications，GSM)、码分多址访问(code-divisionmultiple access，CDMA)及正交频分调制(orthogonal frequency divisionmodulation，OFDM)等。
码分多址访问(CDMA)为最常被采用的标准之一，导入商用无线通讯后已历经许多的改进，而发展为例如IS-95、J-STD-008及CDMA2000等标准。码分多址访问(CDMA)系为一种宽频(wide-band)及扩频(spread-spectrum)技术，将多个呼叫信号(call)展开至一宽频谱。每一个呼叫信号被赋予一个唯一码(unique code)，以让接收端(receiver)辨识出需进行处理的呼叫信号，扩频及信号编码(signalencoding)的特性使得码分多址访问(CDMA)技术可提供许多优势，例如增加系统容量及较佳的通讯安全(communication security)。
相较于码分多址访问(CDMA)，正交频分调制(OFDM)为一较新的标准，其将数据分配至大量的载波(carriers)上，载波相互的频率间隔需相当的精准，以避免解调后接收到其他频率的载波干扰。另外，正交频分调制(OFDM)的优势例如是高频谱效率(spectralefficiency)、射频(radio frequency，RF)的抗干扰性及较低的多路径(multi-path)扭曲等。
许多公知无线通讯系统已经采用这些无线通讯标准，以收发语音(voice)信息。而随着无线通讯技术的发展，多样化的信息透过无线通讯系统来满足用户的需求，例如除了语音信息外，用户还希望通过无线通讯系统接收包括音频(audio)及视频(video)的多媒体信息。
因此，如何提供一种在无线通讯标准下提供用户取得多媒体信息的系统及方法，实属当前重要课题之一。
发明内容
依据本发明的一种系统是从至少一基站(base station，BS)，经由至少一无线通讯链路，传送多媒体信息至一个或多个移动台(mobilestation，MS)。本发明的系统包括至少一多媒体源、至少一处理器、至少一数据信道调制器(data channel modulator)以及至少一控制信道调制器(control channel modulator)。多媒体源产生多媒体信息；处理器与多媒体源耦合，以依据多媒体信息而产生一些数据流；数据信道调制器与处理器耦合，以将数据流映射至介于基站及移动台之间的一前向分组数据信道(packet data channel，PDCH)控制信道调制器与处理器耦合，以依据处理器所接收的控制命令而将控制数据映射至介于基站及移动台之间的一前向分组数据控制信道(packet data controlchannel，PDCCH)；其中数据信道调制器及控制信道调制器以一码分多址访问(CDMA)标准或一正交频分调制(OFDM)标准运作。
此外，可由以下所述的实施方式及附图了解本发明的系统及方法的运作方式与目的及功效。
图1为依据本发明较佳实施例的一种无线通讯系统；图2为依据本发明较佳实施例的一种无线通讯系统的一方块图，显示利用一预定无线通讯标准来传递多媒体信息；图3为依据本发明较佳实施例的一种无线通讯系统的一示意图，显示在一广播格式传递多媒体信息的信道结构；图4为依据本发明较佳实施例的一种无线通讯系统的一示意图，显示在一组播格式传递多媒体信息的信道结构；图5为依据本发明较佳实施例的一种初始化多媒体信息传递于移动台端的方法的一流程图；以及图6为依据本发明较佳实施例的一种基站端提供多媒体信息的方法的一流程图。
元件符号说明100 基站110 移动台120 前向链路130 反向链路200 系统201 蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)处理器202 多媒体多路复用器203 多媒体信息源204 李德所罗门码模块205 网际网络电话信息源206 多媒体传输多路分配器207 控制信道调制器208 服务信息模块209 数据信道调制器210、212、214、216蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)的数据流211 流多路复用器218 快速编码器220 速率匹配及交错器222 调制及扩频模块224 控制信道编码器226 信道交错器228 调制及扩频模块500,600 方法502、504、506、508步骤602、604、606、608、610 步骤CCH0、CCH1、CCH2、CCH3编码的控制信道CDMB流0、 CDMB流1、 CDMB流2、 CDMB流3 蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)的数据流L3控制 控制命令PCS 分组检查序列PDCH 分组数据信道PDCCH0 分组数据控制信道具体实施方式
以下将参照相关图式，说明依本发明较佳实施例的一种数字多媒体广播系统及方法，其中相同的元件将以相同的参照符号加以说明。
请参照图1所示，依据本发明较佳实施例的一种无线通讯系统包括一基站(BS)100及一移动台(MS)110。移动台(MS)110例如包括一移动电话(mobile phone)、一个人数字助理(personal digitalassistant，PDA)及一笔记型电脑(laptop computer)。由基站(BS)100至移动台(MS)110之间的通信系透过前向链路(forward link)120来传递，而由移动台(MS)110至基站(BS)100之间的通信系透过反向链路(reverse link)130来传递。不同的无线通讯标准，例如全球移动通讯系统(GSM)、码分多址访问(CDMA)及正交频分调制(OFDM)便是透过前向链路120及反向链路130来传递传信息。基站(BS)100能够透过前向链路120以将多媒体信息广播(broadcast)或组播(multicast)至移动台(MS)110。值得注意的是，广播系指无区别地传递信息至与基站(BS)100有关联的移动台(MS)110；而组播则是传递信息至与基站(BS)100有关联的一个选定的移动台(MS)110群组(group)。
请参照图2所示，依据本发明较佳实施例的一种系统200利用码分多址访问(CDMA)标准(例如IS-95、J-STD-008及CDMA 2000)来传递多媒体信息的一方块图。值得住意的是，其他通讯标准(例如正交频分调制(OFDM)亦可用来传递多媒体信息。
请同时参照图1及图2所示，系统200包括一蜂窝式数字多媒体广播(cellular digital multimedia broadcast，CDMB)处理器201系与一多媒体信息源203及一网际网络电话(VoIP)信息源205耦合，意指语音信息系透过网际协议(Internet Protocol)来传递。而蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)处理器201系分别自多媒体源203及网际网络电话信息源205接收多媒体信号及语音信号，并输出蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)的数据流至一数据信道调制器209以透过一前向链路120的一分组数据信道(PDCH)将蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)的数据流传递至移动台(MS)110。蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)处理器201亦与一控制信道调制器207耦合以透过一前向链路120的一分组数据控制信道(PDCCH)传递控制信号至移动台(MS)110。
多媒体源203包括一多媒体多路复用器(multimedia multiplexer)202接收音频信号、视频信号、服务信息信号或其他多媒体信息信号。其中音频信号及视频信号可由至少一多媒体节目(program)产生。服务信息信号可提供用户选择一些与多媒体节目有关联的功能。多媒体多路复用器202透过一介面传递音频信号、视频信号及服务信息信号至一李德所罗门码(Reed-Solomon code，RS code)模块204，其中李德所罗门码模块204实质上可为一逻辑电路(logic circuit)或一软件以使用李德所罗门码来校正自多媒体多路复用器202所接收的信号。多媒体多路复用器202的信号输出格式(format)可为例如MPEG II等格式。
李德所罗门码模块204自网际网络电话源205接收语音信号，并输出修正后的信号至一多媒体传输多路分配器(multimedia transportde-multiplexer)206。一服务信息模块208也由网际网络电话源205接收语音信号，并将服务信息增添至自网际网络电话源205所接收的信号。多媒体传输多路分配器206接收自李德所罗门码模块204及服务信息模块208所输出的信号，并产生一些蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)的数据流210、212、214、216。被多媒体传输多路分配器206所接收的音频、视频及语音数据系透过媒体访问控制(mediumaccess control，MAC)协定来映射至蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)的数据流。
一流多路复用器(stream multiplexer)211系接收蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)的数据流210、212、214、216。一快速编码器(turboencoder)218将自流多路复用器211所接收的蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)的数据流编码成多个数据帧(data frames)。
一速率匹配及交错器(rate matching and interleaver)220以预定方式将数据帧重新排序。一调制及扩频模块(modulation and spreadingmodule)222系将数据帧分配沃尔什码(Walsh codes)，并在分组数据信道(PDCH)将已编码的数据帧扩频至超出一预定频带(frequencyband)。
控制信道调制器207依据由蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)处理器201所接收的第三层(Level-3)控制命令(L3control)而在一专用的分组数据控制信道(PDCCH)传递控制信号。一控制信道编码器224将第三层控制命令编码成多个控制数据帧。一信道交错器(channelinterleaver)226以预定方式分配控制数据帧。一调制及扩频模块(modulation and spreading module)228系将控制数据帧分配沃尔什码，并在分组数据控制信道(PDCCH)将已编码的控制数据帧扩频至一预定频带。
在本实施例中，频带可为1.25MHz，且数据帧的长度为5ms。另外，适用于CDMA 2000的全部30个沃尔什码可被使用。数据传递速率可设定从304kbps至2288kbps。值得注意的是，同步信道(SYNCchannel)、传呼信道(paging channel)等信道系可为不需要或不使用。
在另一实施例中，多媒体信息可经由一系统以正交频分调制(OFDM)技术传送。此采用正交频分调制(OFDM)的系统系与图2所示之系统200类似，除了使数据信道调制器209及控制信道调制器207操作于正交频分调制(OFDM)技术来取代码分多址访问(CDMA)技术。例如调制及扩频模块222分配正交频分调制载波(OFDM tones)至数据帧中，并将数据帧扩频至不同频率信道(frequency channel)之间，来取代分配沃尔什码(Walsh codes)至自速率匹配及交错器220所接收的数据帧。采用正交频分调制可包括一具有80％的载波间隔的Eureka数字音频广播(DAB)相容结构，以适用于1.2288MHz的蜂窝系统频带(cellular band)。
依据正交频分调制(OFDM)技术所建立的数据链路具有下述特性。例如所有蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)的交流可在一单一物理信道(single physical channel)传输。每个数据帧可为5ms长，并有一前序部分(preamble)及五个数据符号(data symbol)。其中，前序部分可包括一被基站签章(signature pattern)所覆盖的导引符号(pilotsymbol)及一控制符号(control symbol)。前序部分为一致且对称地分布在信道以加强侦测效用(detection performance)。
透过系统200所传递的多媒体信息的组态可包括至少两种格式。其中之一为广播格式，其允许多个移动台(MS)110无区别地接收自基站(BS)100所传递的多媒体信息。另一为组播格式，其允许一个特别被选定的移动台(MS)110群组接收自基站(BS)100所传递的多媒体信息。
请参照图3所示，依据本发明较佳实施例的一种信道结构，系在一广播格式传递多媒体信息。分组数据控制信道PDCCH0具有四个已编码的控制信道CCH0、CCH1、CCH2、CCH3。分组数据信道PDCH分布有蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)的数据流CDMB流0、CDMB流1、CDMB流2、CDMB流3。每一个数据流(CDMB stream)具有一些传输分组(Transport Packet)。例如蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)的数据流CDMB流1具有四个传输分组，依据媒体访问控制协定(MACprotocol)所定义出的结构，每一个传输分组具有一报头(header)、一有效负载(payload)及一分组检查序列(packet check sequence，PCS)。数据流CDMB流0具有一些传输分组及一消息栏(message capsule)，其中消息栏具有一些消息体(Msg.Body)，其系透过消息类型(MSG.Type)、消息长度(MSG.Length)及用户标识符(User ID)来识别。
请参照图4所示，依据本发明较佳实施例的一种信道结构，系在一组播格式传递多媒体信息。分组数据控制信道PDCCH0具有四个已编码的控制信道CCH0、CCH1、CCH2、CCH3。分组数据信道PDCH分布有蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)的数据流CDMB流0、CDMB流1、CDMB流2、CDMB流3。每一个数据流(CDMB stream)具有一些传输分组。每一个传输分组具有一报头，并跟随一组播信道栏(multicast channel capsule)。其中组播信道栏系透过标志(Flag)、消息长度(Length)及用户标识符(User ID)来识别。
图5系依据本发明较佳实施例的一种初始化多媒体信息传递于用户端的方法的一流程图500。再请同时参照图1及图5所示，于步骤502，移动台(MS)110系与基站(BS)100建立一前向链路120及一反向链路130。于步骤504，移动台(MS)110经由反向链路130传送对于多媒体信息的一请求至基站(BS)100。于步骤506，移动台(MS)110经由码分多址访问(CDMA)标准或正交频分调制(OFDM)标准的前向链路120，接收自基站(BS)100传送的多媒体信息。于步骤508，移动台(MS)110可选择性地传送一选择信号至基站(BS)100以选择与接收的多媒体信息关联的一个或多个服务功能。因此，透过移动台(MS)110及基站(BS)100之间的互动，可更有效的利用所接收的多媒体信息。
图6系依据本发明较佳实施例的一种基站端提供多媒体信息的方法的一流程图600。再请同时参照图1及图6所示，于步骤602，基站(BS)100系与移动台(MS)110建立一前向链路120及一反向链路130，其中建立链路的过程包括移动台(MS)110的授权(authentication)。于步骤604，基站(BS)100经由反向链路130，自移动台(MS)110接收对于多媒体信息的一请求。于步骤606，基站(BS)100依据所接收的请求，导引移动台(MS)110至一蜂窝式多媒体广播载波(CDMBcarriers)。于步骤608，基站(BS)100经由码分多址访问(CDMA)标准或正交频分调制(OFDM)标准的前向链路120，传送所需要的多媒体信息至移动台(MS)110。于步骤610，基站(BS)100可选择性地自移动台(MS)110接收一选择信号以选择与所需要的多媒体信息关联的一个或多个服务功能。因此，透过移动台(MS)110及基站(BS)100之间的互动，可更有效的利用所接收的多媒体信息。
在另一实施例中，一蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)系统(系操作在不同于蜂窝系统的频率)可适用于陆地系统(terrestrial system)或一卫星系统(satellite system)，并包括额外的正交频分调制(OFDM)经由码分多址访问(CDMA)进化数据语音(evolution data-voice，EV-DV)的蜂窝系统或一卫星链路。一正交频分多路解调器可共用于蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)及进化数据语音(EV-DV)路径之间。依据正交频分调制可包括一具有80％的载波间隔的Eureka数字音频广播(Digital Audio Broadcasting，DAB)相容结构，以适用于1.2288MHz的蜂窝系统频带。
蜂窝式数字多媒体广播(CDMB)的一个优势为其能够于现有的码分多址访问(CDMA)或正交频分调制(OFDM)的蜂窝链路提供服务，因此节省开发时间及成本。另外本发明亦可应用于现有的授权及付费(billing)的基础架构，以合理的费用提供移动台(MS)用户多样化的多媒体信息。
以上所述仅为举例性，而非为限制性者。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括于所附的权利要求中。
权利要求
1.一种系统，其从至少一基站经由至少一无线通讯链路传送多媒体信息至一个或多个移动台，该系统包括至少一多媒体源，用于产生该多媒体信息；至少一处理器，其与该多媒体源耦合，以依据该多媒体信息而产生一些数据流；至少一数据信道调制器，其与该处理器耦合，以将该数据流映射至介于该基站及该移动台之间的一前向分组数据信道；以及至少一控制信道调制器，其与该处理器耦合，以依据该处理器所接收的控制命令而将控制数据映射至介于该基站及该移动台之间的一前向分组数据控制信道，其中该数据信道调制器及该控制信道调制器以一码分多址访问(CDMA)标准或一正交频分调制(OFDM)标准运作。
2.根据权利要求1所述的系统，其中该码分多址访问(CDMA)标准包括CDMA 2000标准。
3.根据权利要求1所述的系统，还包括至少一网际网络电话信息源，其与该处理器耦合，以通过网际协议来提供语音信息。
4.根据权利要求3所述的系统，其中该处理器包括至少一李德所罗门码模块，其与该多媒体源及该网际网络电话信息源耦合，以校正在该多媒体信息及该语音信息中一个或多个错误。
5.根据权利要求4所述的系统，其中该处理器还包括至少一多媒体传输多路分配器，其与该李德所罗门码模块耦合，以利用一媒体访问控制(MAC)协定来产生该数据流。
6.根据权利要求5所述的系统，其中该处理器还包括一流多路复用器，其与该数据流耦合来结合该数据流，以产生该处理器的多个输出至该数据信道调制器。
7.根据权利要求6所述的系统，其中该数据信道调制器包括至少一编码器，其将该处理器的输出编码成多个数据帧。
8.根据权利要求7所述的系统，其中该数据信道调制器还包括至少一速率匹配及交错器，其与该编码器耦合以将该数据帧重新排序。
9.根据权利要求8所述的系统，其中该数据信道调制器还包括至少一调制及扩频模块，其将多个沃尔什码分配至该数据帧，并在一前向分组数据信道将已编码的该数据帧扩频至超出一预定频带。
10.根据权利要求9所述的系统，其中该数据帧的组态为一广播格式或一组播格式。
11.根据权利要求10所述的系统，其中该控制信道调制器包括至少一控制信道编码器，其与该处理器耦合，以将该控制命令编码为多个控制数据帧。
12.根据权利要求11所述的系统，其中该控制信道调制器还包括至少一信道交错器，其与该控制信道编码器耦合，以将该控制数据帧重新排序。
13.根据权利要求12所述的系统，其中该控制信道调制器还包括至少一控制信道调制及扩频模块，其与该信道交错器耦合，以将多个沃尔什码分配该控制数据帧，并在一前向分组数据控制信道将已编码的该控制数据帧扩频超出该预定频带。
14.一种方法，其从至少一基站经由至少一无线通讯链路传送多媒体信息至一个或多个移动台，该方法包括与该移动台建立一前向链路及一反向链路；经由该反向链路，自该移动台接收对于该多媒体信息的一请求；依据所接收的该请求导引该移动台至一蜂窝式多媒体广播(CDMB)载波；以及经由一码分多址访问(CDMA)标准或一正交频分调制(OFDM)标准的该前向链路，传送所需的该多媒体信息至该移动台。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所需的该多媒体信息的组态为一广播格式或一组播格式。
16.根据权利要求14所述的方法，其中在与移动台建立该前向链路及该反向链路的步骤中包括授权该移动台。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括自该移动台接收一选择信号以选择与所需的该多媒体信息关联的一个或多个服务功能。
18.一种方法，其使至少一移动台经由至少一无线通讯链路，从至少一基站接收多媒体信息，该方法包括与该基站建立一前向链路及一反向链路；经由该反向链路传送对于该多媒体信息的一请求至该基站，该基站依据该请求导引该移动台至一蜂窝式多媒体广播(CDMB)载波；以及经由一码分多址访问(CDMA)标准或一正交频分调制(OFDM)标准的该前向链路，自该基站接收所需的该多媒体信息。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所需的该多媒体信息的组态为一广播格式或一组播格式。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括使该移动台传送一选择信号以选择与所需的该多媒体信息关联的一个或多个服务功能。
全文摘要
一种用于广播多媒体信息的系统包括至少一多媒体源、至少一处理器、至少一数据信道调制器以及至少一控制信道调制器。多媒体源产生多媒体信息；处理器与多媒体源耦合，以依据多媒体信息而产生一些数据流；数据信道调制器与处理器耦合，以将数据流映射至介于基站及移动台之间的一前向分组数据信道；控制信道调制器与处理器耦合，以依据处理器所接收的控制命令而将控制数据映射至介于基站及移动台之间的一前向分组数据控制信道；数据信道调制器及控制信道调制器以一码分多址访问(CDMA)标准或一正交频分调制(OFDM)标准运作。
文档编号H04B7/26GK1790959SQ200510124189
公开日2006年6月21日 申请日期2005年11月21日 优先权日2004年11月19日
发明者钱锋, 史坦尼西罗·赛亚 申请人:英属开曼群岛威睿电通股份有限公司