用于高功率效率的廣播和通信系統的方法和設備的制作方法

專利名稱：用于高功率效率的廣播和通信系統的方法和設備的制作方法
技術領域：
所公開的實施例總體而言涉及無線通信，具體而言涉及用于高功率效率的信號廣 播和通信的方法和設備。
背景技術：
作為向移動用戶提供的無線服務，多媒體傳輸變得與語音連接一樣重要。可以預 見，多媒體應用將包括交互式數據服務，如游戲和因特網接入以視頻和音頻點播服務。數字視頻和音頻廣播和組播是一類無線服務。一些應用如新聞播報、體育播報和 其它類型的多媒體娛樂不需要交互或需要最少的交互。遞送這些類型的大量多媒體內容的 最有效方式是廣播。在這些寬帶無線應用的情況下，用于下一代無線通信的平臺應同時遞 送交互式數據和廣播服務。這樣的具有混合應用的平臺的設計必須很平衡，從而優化服務 質量、效率、移動臺的功率消耗等。連續接收視頻廣播流的移動臺消耗相當大的功率量，如果移動臺依靠電池工作， 則這成為更大的問題。此外，當數據應用流量與視頻流共享同一空中鏈路資源時，利用整個 空中鏈路資源的視頻突發(video burst)將對其它應用如傳輸控制協議(TCP)造成長的延 遲。如果某些控制數據傳輸需要迅速的響應，如功率控制、混合自動重傳請求(HARQ)反饋 和信道質量信息(CQI)測量報告，則上述延遲可能成為主要的問題。將資源排他地用于視 頻廣播阻塞了這些控制消息并造成系統性能的問題。

發明內容
為了解決上述問題，根據本發明的一方面，提供了一種用于由基站和移動臺組成 的多蜂窩無線廣播和通信系統的方法，該方法包括形成具有固定長度的多個幀，其中每個 幀包含多個時隙，并且其中每個時隙包含多個正交頻分復用(OFDM)符號；在所述多個幀當 中形成多個第一類型幀和第二類型幀，其中第一類型幀是期間有時間-頻率資源用于以單 頻網絡(SFN)進行信號廣播的幀，所述SFN由多個基站采用同一時間和頻率資源來發射同 一廣播內容，并且其中第二類型幀是期間沒有時間-頻率資源用于以SFN進行信號廣播的 幀；由基站向接收移動臺發射多個第一類型幀和第二類型幀；以及周期性地、根據需要、根 據預定計劃或其任意組合由所述基站向所述接收移動臺發射調度信號，其中所述調度信號 中的一個消息用于指示多個幀的類型配置，并且所述消息中的“ 1”代表第一類型幀、“0”代
4表第二類型幀，或反之。根據本發明的另一方面，提供了一種多蜂窩無線廣播和通信系統中的移動臺，包 括接收器，其具有接收電路，用于接收來自所述系統中的基站的發射，所述接收器配置成 接收多個第一類型幀和第二類型幀，其中第一類型幀或第二類型幀具有固定時間長度并 且包含多個時隙，并且其中每個時隙包含多個正交頻分復用(OFDM)符號；第一類型幀是 期間有用于經由單頻網絡(SFN)來廣播或組播內容的時間-頻率資源的幀，所述SFN使用 OFDM并且利用同一時間和頻率資源由所述網絡中的多個小區中的多個基站來發射同一廣 播或組播內容；并且第二類型幀是期間沒有用于經由SFN來廣播或組播內容的時間-頻率 資源的幀；并且所述接收器還配置成周期性地、根據需要、根據預定計劃或其任意組合接收 調度信號，其中所述調度信號中的一個消息用于指示多個幀的類型配置；以及發射器，配置 成使用時間_頻率資源來傳輸數據包。根據本發明的另一方面，提供了一種多蜂窩無線廣播和通信系統中的基站，所述 基站包括信號發生器，配置成形成固定時間長度的多個幀，其中每個幀包含多個時隙， 并且其中每個時隙包含多個正交頻分復用(OFDM)符號；以及所述多個幀中的多個第一類 型幀和第二類型幀，其中第一類型幀是期間有用于經由單頻網絡(SFN)來廣播或組播內 容的時間_頻率資源的幀，所述SFN使用OFDM并且利用同一時間和頻率資源由多個小區中 的多個基站來發射同一廣播或組播內容；并且第二類型幀是期間沒有用于經由SFN來廣播 或組播內容的時間-頻率資源的幀；以及發射器，配置成傳輸多個第一類型幀和第二類型 幀；并且所述發射器還配置成周期性地、根據需要、根據預定計劃或其任意組合傳輸調度信 號，其中所述調度信號中的一個消息用于指示多個幀的類型配置。


圖1圖示了蜂窩無線系統的系統架構的實例。圖2圖示了子載波和子信道的一個實例。圖3圖示了時間和頻率資源的一個實例。圖4圖示了三種不同類型的視頻幀。圖5圖示了視頻突發以及指向其位置的調度消息。圖6圖示了單個視頻流的不同視頻突發模式。圖7圖示了多個視頻流的不同視頻突發分布。圖8圖示了視頻突發及其視頻幀配置怎樣隨著視頻流數目的增加而改變的一個 實例。圖9圖示了利用一個視頻突發內的多個視頻幀的FEC(前向糾錯)編碼配置的一 個實例。圖10圖示了 AVB(輔助視頻突發)怎樣與其原始視頻突發一起使用。圖11圖示了在多頻帶系統中使用RF調諧器接收視頻和數據兩者。圖12圖示了多頻帶系統中的具有單個RF調諧器的接收器。圖13圖示了廣播和通信系統中的移動臺接收器。
具體實施例方式在此公開了用于基站和移動臺的蜂窩廣播和通信網絡中的資源配置的方法和設 備。在此網絡中，視頻流可作為以特定的順序方式配置的視頻幀和數據幀的突發從基站發 射至移動臺。專門的調度信號被設計為向預訂的移動臺高效地宣告視頻突發信息，從而允 許移動臺僅當視頻突發到達時接通其收發器電路。在視頻突發中，除了視頻資源之外，可用 的數據資源也被用來將數據應用包和/或專門的控制信息傳送至用戶移動臺。還公開了用 于移動臺在具有多個頻帶的系統內使用單個RF調諧器的方法和過程。所公開的多址技術可以具有任何專門的格式，如碼分多址(CDMA)、時分多址 (TDMA)、頻分多址(FDMA)、正交頻分多址(OFDMA)或多載波碼分多址(MC-CDMA)。不失一般 性，以OFDMA為例來說明發明。系統也可以是時分雙工(TDD)或頻分雙工(FDD)。下面的描述為全面理解各種實施例和使本領域的技術人員能夠實施而提供了特定 的細節。然而，本領域的技術人員將理解，可以在沒有這樣的細節的情況下實踐本發明。在某 些情形下，未詳細描述或示出公知的結構和功能以避免不必要地模糊對實施例的描述。下面所提供的描述中所用的術語應當以其最廣泛的合理方式來解釋，即使其是結 合本發明的某些特定實施例的詳細描述而使用。某些術語在下面甚至可能被強調；然而，旨 在以任何受限制的方式解釋的任何術語將在此具體實施方式
部分中同樣明顯而具體地定 義。除非上下文明確要求，在整個描述和權利要求中，“包括”等字眼應解釋為與排他 的或窮舉的含義相反的“包括的”含義，也就是“包括，但不限于”的含義。在此具體實施方 式部分中使用單數或復數的字眼還分別包括復數或單數。另外，在本申請中使用的字眼“這 里”、“上面”、“下面”和類似的字眼應指本申請整體而不應指本申請的任何特定部分。當權 利要求針對兩個或更多條目的列表而使用字眼“或”時，該字眼涵蓋了下面對該字眼的所有 解釋列表中的任何條目、列表中的所有條目以及列表中的條目的任何組合。為了使移動臺的功率消耗最小，期望在短的時間段內遞送視頻廣播數據并且填滿 移動臺(MS)的視頻緩沖器以使其可以在以后被回放。這僅要求移動臺的射頻(RF)和基帶 收發器在同一短時段內上電。在剩余的時間，收發器可被關斷，從而使功率消耗最小。在具 有其它類型的數據應用的系統中實施這樣的方案需要協調各應用并對結果進行優化。在一個實施例中，為了減少接收移動臺的功率消耗，視頻流作為以特定的順序方 式配置的視頻幀和數據幀的突發從基站(BS)發射。移動臺可以在視頻突發之間的時段期 間關斷其發射和接收電路。在視頻突發中，除了視頻資源之外，可用的數據資源也被用來傳 送數據應用包和/或專門的控制信息。專門的調度信號被設計為向用戶移動臺高效地宣告 視頻突發信息。以視頻廣播應用為例來說明本發明的某些方面。更一般地，所公開的方法和設備 可應用于使用廣播或組播并且受益于緩沖數據并將其回放以便節省功率的其它應用。其實 例為基于音樂/音頻廣播和組播的數據下載。另一方面，“數據應用”指具有非廣播/組播 性質的其它應用，如web接入、IP承載語音和FTP。在整個下面的說明書中，用單頻網絡(SFN)的實例來說明視頻廣播的應用，然而， 采用SFN并不是必需的。蜂窩廣播和通信系統
圖1描繪了其中有多個基站(BS)IOl的典型無線網絡100，基站101中的每一個 提供對其通常稱為小區102的指定區域的覆蓋。如果小區102被劃分為扇區，從系統工程 的觀點來看，每個扇區本身可視為一個小區。因此，術語“小區”和“扇區”在此情況下可互換。無線網絡100中有至少一個用于控制一個或多個BS 101的控制服務器104。控制 服務器104通過主干網絡106連接至BS 101，主干網絡106可以是有線網絡或無線網絡。 主干網絡106還可以是線路交換網絡或包交換網絡。主干網絡106可連接至系統中的其 它服務器，如若干內容服務器108、若干網絡管理服務器112和/或若干認證/授權/計費 (AAA)服務器110。BS 101充當將信息無線地分發給其MS 114和從其MS 114收集信息的焦點，MS 114是用戶與無線網絡100之間的通信接口。從BS 101至MS 114的傳送稱為下行鏈路，而 從MS 114至BS 101的傳送稱為上行鏈路。術語“MS”還可表示固定無線系統中的用戶終 端或具有無線通信接口的便攜設備。在諸如數字視頻廣播的無線應用中，SFN技術被用來減輕BS 101之間的干擾問 題。通過使用0FDM，BS 101采用同一時間/頻率資源同時發射同一廣播內容。然后接收器 可將從不同BS 101接收的信號相組合以提高其SNR(信噪比)。在主干網絡106中，控制服務器104對同步的視頻廣播進行協調。當視頻流包從 控制服務器104分發給BS 101時，附加的同步信息由稱為分發適配器(DA)的設備附加于 視頻流包。視頻包分發網絡通過隧道技術構建在主干網絡106的頂層。對于視頻廣播包，BS 101將該包轉發給提取同步信息的接收適配器(RA)，并與其 它BS 101同時廣播該視頻。通過使用隧道協議，數據應用包未封裝地直接傳送至BS 101。BS 101根據數據應 用包和視頻廣播包的目的地址和其它特性將數據應用包與視頻廣播包分離。數據應用包繞 過RA并由每個單獨的BS 101根據調度發射至MS 114。視頻幀可以以頻域和時域二者來劃分多載波通信系統中的物理媒體資源(例如無線電 或線纜)。此典型的劃分為資源共享提供了高靈活性和細粒度。頻域中的多載波信號的構 建塊是子載波，特定的譜帶或信道內有固定數目的子載波。圖2描繪了如下三種類型的子載波1.數據子載波200，其承載信息數據；2.導頻子載波，其相位和幅度是預定的并且對所有接收器是已知的，并且其用于 輔助系統功能，如系統參數的估算；以及3.靜默子載波，其沒有能量并且被用作防護帶和DC載波。數據子載波可以以特定的方式設置成稱為子信道的組，以便同時支持可量測性和 多址。導頻子載波也在整個信道上以預定的方式分布。形成一個子信道的子載波不必彼此 相鄰。時域中的多載波信號的構建塊是支持多址的時隙。圖3描繪了頻域和時域兩者中 的資源劃分，在圖3中，無線電資源被劃分為頻域和時域中的小單元子信道和時隙。時域 中的多載波信號的基本結構由時隙組成。時隙可包含一個或多個OFDM符號。典型地具有固定長度(例如5ms)的“幀”可包含一個或多個隙。在具有幀結構的廣播和通信系統中，視頻廣播應用和數據應用使用不同的空中鏈 路資源。如果SFN用于視頻廣播應用，則其在幀中的保留資源稱為SFN視頻資源。包含視 頻資源的幀被稱為視頻幀；否則，稱其為數據幀。僅圖示了下行鏈路的圖4示出了三種不同類型的視頻幀。第一種類型同時包含視 頻資源和數據資源。在時域中使用不同的OFDM符號將視頻資源和數據資源分離。在第二 種類型的幀中，視頻資源和數據資源使用不同的子載波。第三種類型僅包含視頻資源。視頻廣播“流”定義為用于特定視頻廣播節目的流。例如，一個流承載CNN新聞頻 道節目，其它流承載FOX的視頻廣播信息。每個視頻流與一比特率相關聯，該比特率可以是固定的或可變的。為了支持某個 比特率，基于視頻資源容量的計算來得到每秒視頻幀數。例如，這里使用具有8MHz無線信 道和5ms幀的系統來說明所公開的實施例。進一步假設，該系統以IOMHz采樣并且使用1024 點FFT。系統有效帶寬的這個實例包括600個OFDM子載波。該系統中的每個符號持續約 100ns,因此，每個幀內總共有50個符號。在一個實施例中，幀完全地或部分地用于視頻廣播。例如，整個幀(所有50個符 號)用于具有16QAM調制和1/2速率編碼的視頻廣播，得到2X600X50 = 60K比特的幀容 量。以每秒N個視頻幀，視頻流比特率是60NKbps。如果視頻流需要240Kbps的吞吐量，則 每秒4個視頻幀的突發是足夠的。相對照，如果幀的僅一部分例如六個符號用作具有相同 的16QAM調制和1/2速率編碼的視頻資源，則每幀視頻容量是2X600X6 = 7. 2K比特，在 此情形下144Kbps視頻流的傳輸需要每秒20幀。視頻突發視頻突發定義為短時間段內的幀序列。對于一個視頻流，兩個連續視頻突發之間 的持續時間比視頻突發本身的長度相對要長。為了減少接收MS 114的功率消耗，視頻流可 作為以特定的順序方式配置的具有視頻幀和數據幀二者的視頻突發從BS 101發射。視頻 突發的時間位置和配置由承載調度信號的專門消息來宣告，其中該專門消息被周期性地廣播。圖5圖示了視頻突發502與調度消息500的關系。視頻突發占據約50ms，兩個視 頻突發之間的間隙為950ms。調度信號指示視頻突發的位置以及其它控制信息。在下面討 論調度信號的格式及其傳輸機制。圖6圖示了單個視頻流的“視頻突發模式”的三個實例，其中視頻突發模式是視頻 突發內交織的視頻幀和數據幀。可取決于數據應用的性質而使用不同的視頻突發模式。在 第一模式中，視頻突發具有五個連續的視頻幀。在第二模式中，視頻突發具有三個視頻幀， 并且為了減輕等待時間對數據應用的影響，在第一和第二視頻幀之間存在一數據幀，且在 第二和第三視頻幀之間存在另一數據幀。在此模式中，兩個相鄰數據幀之間的最大等待時 間僅為5ms，并且整個視頻突發持續5X5 = 25ms。在所描繪的第三模式中，視頻突發具有 4個視頻幀，數據幀在第二和第三視頻幀之間。對于此模式，兩個相鄰數據幀之間的最大延 遲是10ms。總的視頻突發持續25ms。通過視頻突發傳輸視頻流可減少接收MS 114的功率消耗。利用這樣的設置，每個 MS 114可接通其RF和基帶電路來接收視頻突發，并隨后將它們關斷以在相對長的時段內節省功率，直到下一突發到達為止。通過使用調度信號向所有接收MS 114宣告視頻突發模 式及其調度。可隨時間而重新配置視頻流的視頻突發模式。模式改變也通過調度信號向所 有接收MS 114宣告。在視頻突發內，視頻幀的數據資源和數據幀被稱為“可用數據資源”。在一個實施 例中，系統可使用視頻突發中的可用數據資源來執行安全密鑰更新、網絡連接的建立、尋呼 (paging)、位置更新、重新同步或用戶MS114的功率控制。在另一實施例中，MS 114測量接收信號質量并收集接收到的視頻流的統計，如包 出錯率。BS 101從視頻突發的可用數據資源中為MS 114分配資源以便報告其CQI測量和 接收到的視頻流的其它統計。必要時可能需要MS 114報告它接收到哪個視頻流。在又一實施例中，由于MS 114中的接收電路在其視頻突發期間接通，所以BS 101 可使用突發中的可用數據資源來向MS 114通知其新到達的數據應用包。MS 114還可在突 發期間向BS 101發送上行鏈路數據包。如果對于下行鏈路和上行鏈路僅有少量的數據應用包，則BS 101和MS 114可在 視頻突發期間完成數據包的傳送。然而，如果數據包的數量超過視頻突發中的可用數據資 源的容量，則BS 101和MS 114可進行協調以便延長通電時段來延續數據交換。多個視頻流圖7描繪了多個視頻流利用它們自身的視頻突發來傳輸的實施例。與不同視頻流 相關聯的突發彼此鄰接或彼此重疊/交織地平均分布。在第一實例中，視頻突發1和視頻 突發2隨時間平均分布。在第二實例中，視頻突發1和視頻突發2彼此鄰接。在第三實例 中，視頻突發1和視頻突發2彼此重疊和交織。在某些系統中，所支持的視頻流數目可隨時間改變，這影響了視頻突發模式及其 在時域中的分布。系統中的視頻廣播資源可通過下列方式來增加1.增加視頻幀數目，同時保持視頻突發模式不變；2.改變視頻突發模式以使其包含較少的數據幀；和/或3.增加每個視頻幀中的視頻資源，這也影響視頻突發模式。圖8示出了增加視頻容量的若干系統配置轉換。首先，配置800中的視頻突發之 間的數據幀由配置802中的新視頻突發取代。接著，配置802中的視頻突發內的數據幀被 移除以將資源重新分配給配置804中的新視頻突發。最后，視頻幀內的視頻資源從配置804 中的7. 2Kbits增加到配置806中的10. 8Kbits。在一個實施例中，當視頻流數目增加時，為了滿足視頻吞吐量需求，系統將數據幀 替換成視頻幀來形成視頻突發。不同視頻流的視頻突發仍順序傳送，其間可能有一些數據 幀。在另一實施例中，根據總體視頻吞吐量需求來配置特定視頻流的視頻突發模式。 隨著視頻流數目的增加，視頻突發模式變為較多地以視頻為中心(即突發包含較少的數據 幀)。另一方面，隨著視頻流數目的減少，視頻突發模式變為較少地以視頻為中心。在又一實施例中，調整每個視頻幀中的視頻資源以滿足視頻吞吐量需求。在視頻 幀中，通過在時域或頻域中取代數據資源來增加視頻資源。在TDD系統中，如果有必要，還 減少視頻幀中的上行鏈路時段，從而增加下行鏈路視頻/數據資源。視頻突發調度信號
在某些實施例中，向用戶MS 114宣告視頻突發調度。在一個實施例中，在視頻幀 中或數據幀中以固定的時間和頻率周期性地廣播視頻突發調度。可通過對調度信息解碼來 使失去與視頻突發的同步的MS 114與突發序列重新同步。如果視頻突發調度改變，則一有 機會就應通知所有的MSl 14。在另一實施例中，在專門的資源區中傳送調度信號。例如，承載調度信號的專門消 息每10秒在第一數據幀中出現一次。可替選地，使用視頻突發的第一視頻幀中的視頻資源 的第一符號來傳送調度信號。在又一實施例中，使用所有控制服務器已知的幀(序列)編號通過與公共時間基 準如GPS相關聯來表示同步的網絡時間。這樣的時間基準對于SFN操作也是關鍵的。可使 用模編號(modular number)而不是絕對序列編號以減少指示幀編號的開銷。對于每個視頻流，視頻突發調度信號可包括下列控制信息1.每個視頻突發起始時的幀編號；2.每個視頻突發的長度；3.每個視頻突發的模式；4.每個視頻突發的每個視頻幀中的視頻資源區；和/或5.每個視頻突發的編碼和調制方案。在一個實施例中，當某些調度信息已知、被暗示、被推斷出或冗余時，其被減少或 省略，或較不頻繁地廣播。例如，如果視頻流的視頻突發被周期性地和規律性地廣播并且視 頻突發模式保持不變，則調度信息被偶爾發出，例如每10秒一次。這大大減少了調度信號 的開銷。在另一實施例中，為了節省空中鏈路資源，使用某種技術來壓縮調度信息或通過 某種格式來表示調度信息。特別而言，在系統中預先定義一組有限的視頻突發模式。在一 消息中向所有的MS 114廣播視頻突發模式與其對應的模式索引之間的映射。模式索引用 來指示每個視頻突發的模式。例如以下面所示的表來實現映射
模式索引模式格式0VDVDVDV1VVDVV可替選地，在視頻突發調度信號中使用位圖格式來表達視頻突發模式。“ 1”位代表 視頻幀、“0”位代表數據幀，或相反。在又一實施例中，系統中支持若干視頻流。例如以下面所示的表來實現流索引及
其相關聯的視頻突發調度信息之間的映射
10流索引相關聯的調度信息1起始幀編號20視頻突發的長度7 視頻突發模式位圖0x55 (01010101B ) 視頻資源的起始符號編號2 視頻資源的符號數目8 視頻資源的MCS索引2 ( QPSK 1/2編碼)2起始幀編號40 視頻突發的長度5 視頻突發模式位圖0x15 (00010101B) 視頻資源的起始符號編號0 視頻資源的符號數目6 視頻資源的MCS索引4 (16QAM 1/2編碼)……10起始幀編號180 視頻突發的長度7 視頻突發模式位圖0x55 (101010101B) 視頻資源的起始符號編號1 視頻資源的符號數目12 視頻資源的MCS索引2 ( QPSK 1/2編碼)另外，應用層消息宣告與視頻流索引相關聯的視頻流內容，如下面的表中所示。可 以在用于用戶的視頻節目菜單中使用某些內容信息，如頻道和節目名稱。當用戶從菜單中 選擇頻道時，對應的流索引通知MS 114尋找對應的用于該視頻流的調度信息。
流索引頻道名稱節目名稱1FOXThe Simpsons2CNNNews Update10ESPNSports Update對視頻突發的前向糾錯在一個實施例中，FEC(前向糾錯)編碼塊包括來自視頻突發內的多個連續視頻幀 的信息位。跨視頻幀的編碼可提高時間分集并因此改善通過衰落信道時的性能。圖9圖示了利用一個視頻突發內的多個視頻幀的FEC編碼配置。視頻突發1中的 編碼塊可包括來自兩個相鄰視頻幀的位，而視頻突發2中的編碼塊可包括跨三個相鄰幀而 連接的位。輔助視頻突發當時域或頻域中有額外的傳輸容量可用時，可使用輔助視頻突發(AVB)來遞送附 加信息以便增強視頻廣播信號。在一個實施例中，以原始視頻突發的冗余形式來傳送AVB。AVB可以是視頻突發本 身的簡單復制并且當MS 114接收輔助視頻突發時，其使用追趕合并技術將輔助視頻突發 與原始視頻突發合并以對視頻信號進行解碼。AVB還可以承載視頻突發的遞增冗余信息。 在這樣的情形下，MS 114使用預定算法將遞增冗余信息融合到原始視頻突發中以對視頻信 號進行解碼。如果在原始視頻突發中檢測到錯誤，則MS 114可選擇接收AVB中的視頻信息。 調度信息的宣告應包括關于重傳的附加信息。在另一實施例中，使用AVB來傳送附加的視頻信息，以便提高視頻質量。可由單獨 的BS 101使用組播來發射AVB。BS 101在本地存儲附加的視頻廣播信息，并且如果情況允 許(例如本地流量小或有額外的帶寬可用)則將它們作為輔助視頻突發來發射。BS 101承 擔宣告調度信息的任務。圖10示出了 AVB的使用的實例。MS 114接收器將使用遞增冗余算法對Vl和Vl ‘ 進行聯合解碼。在V2'是V2的重復的情形下，MS 114接收器使用例如追趕合并算法來解 碼。對具有多個頻帶的系統的設計在一個實施例中，在具有多個頻帶的系統中使用頻率切換方法和過程，使得在接 收MS 114中僅需要一個RF調諧器。單個RF調諧器意味著接收器無論其支路數目如何，都 以單個RF頻率工作。例如，某些MS 114可在其接收器中具有多個支路以實施一種多天線 技術，如分集合并或多輸入多輸出(MIMO)技術，但它們被稱為單RF調諧器接收器。在另一實施例中，當MS 114從一個頻帶中的視頻流切換至不同頻帶中的另一視
12頻流時，其觸發頻間移交(handoff)過程。頻間移交過程的觸發將與原始視頻流相關聯的 數據應用移交至所切換的頻帶中。在又一實施例中，當視頻流被切換至另一頻帶時，數據應用繼續使用同一頻帶。BS 101調度器跟蹤每個MS 114的視頻幀并進行資源分配以避免視頻頻帶中的視頻流和不同 數據頻帶中的其它應用數據的同時遞送。MS114接收器中的控制器在其視頻幀到達時將從 其數據頻帶切換至視頻頻帶。在又一實施例中，當需要數據應用的頻間移交時，數據應用被切換至另一頻率通 道，而視頻流繼續在原始頻帶中傳送。BS 101調度器跟蹤每個MS的視頻幀并進行資源分配 以避免視頻頻帶中的視頻流和不同數據頻帶中的其它應用數據的同時遞送。MS 114接收器 中的控制器在其視頻幀到達時將從其數據頻帶切換至視頻頻帶。在再一實施例中，系統將多個頻帶專用于視頻廣播應用并且將多個頻帶專用于其 它應用，如數據。在此情形下，使用被稱為混合視頻突發模式的交織視頻幀模式。混合視頻 突發模式將使不同流的視頻幀彼此交織，如V1-V2-V1-V2-V1-V2。利用此配置，MS 114接收 器中的控制器在其視頻突發到達時將從其數據頻帶切換至視頻頻帶。BS 101調度器跟蹤每 個MS 114的視頻幀并進行資源分配以避免視頻頻帶中的視頻流和數據頻帶中的其它應用 數據的同時遞送。圖11示出了在多頻帶系統中使用一個RF調諧器接收視頻和數據的兩個實例。在 第一實例中，視頻應用和數據應用兩者在同一頻帶中。當請求切換至另一視頻頻帶時，MS 114觸發頻間移交過程。在第二實例中，視頻傳輸和數據傳輸在不同的頻帶中進行。接收器 中的控制器處理不同頻帶之間的切換。圖11中的箭頭指示控制器應怎樣在頻帶之間切換。圖12圖示了多頻帶系統中的具有單個RF調諧器的接收器。該接收器在其存儲器 1204中存儲視頻頻帶和數據頻帶的合成器信息(synthesizerinformation)和先前信道信 息。基于調度信息，控制器1206確定這兩個頻帶配置之間的切換點。一旦控制器切換至視 頻頻帶配置，其就將控制信息施加至混頻器1200和基帶處理器1202。接收操作在典型的情況下，用戶預訂了對應于特定視頻流的視頻廣播節目。內容提供商和 網絡服務提供商將通過向MS 114分配密鑰信息以及視頻突發調度信息來對請求進行認證 并允許接入。在一個實施例中，MS 114在其所預訂的視頻突發期間接通其接收和發射電路，并 在視頻突發之間的時段內關斷其電路。接收到的視頻突發被解碼并存儲在視頻緩沖器中并 且在以后在顯示器上回放。在另一實施例中，具有單個RF調諧器的MS 114在多頻帶系統中工作，并且其控制 器在數據幀或視頻幀到達時分別切換至數據頻帶或視頻頻帶并與數據頻帶或視頻頻帶同 圖13圖示了廣播和通信系統中的MS 114接收器。在RF收發器1300和基帶1302 處理之后，屬于視頻廣播應用的包首先被存儲在視頻緩沖器1310中，并且在視頻解碼1312 之后在視頻顯示器1314上回放。其它數據應用包由數據處理單元1304沿著單獨的路徑處 理。控制單元1308控制RF收發器1300、基帶處理器1302以及視頻處理單元1306的工作。本發明實施例的以上詳細描述并非旨在是窮舉性的或將本發明局限于上面所公開的精確形式或本公開中提到的特定使用領域。盡管為了說明而在上面描述了本發明的特 定實施例和實例，但如本領域的技術人員將認識到的那樣，可以在本發明的范圍內進行各 種等同修改。而且，這里提供的本發明的教導可應用于其它系統，而不是必然為上述系統。 可以將上述各實施例的單元和操作相組合來提供另外的實施例。包括可能在所附提交文件中列出的任何一些的所有上面的專利和申請和其它參 考通過引用結合于此。如果需要，可以修改本發明的諸方面以便采用上述各參考的概念、功 能和系統來提供本發明的另外的實施例。可根據上面的“詳細描述”對本發明進行改動。盡管上面的描述詳述了本發明的 特定實施例并描述了所設想的最佳模式，但無論上述內容在文中看來如何詳細，本發明都 可以以多種方式來實踐。因此，可以相當大地改變實施細節，而仍被這里所公開的發明所涵 蓋。如上面所提到的那樣，當描述本發明的某些特征或方面時使用的特定術語不應視為意 味著該術語在此被重新定義而局限于與該術語相關聯的本發明的任何特定的特性、特征或 方面。總體而言，所附權利要求中使用的術語不應解釋為將本發明局限于本說明書中所 公開的特定實施例，除非上面的具體實施方式
部分明確定義了這樣的術語。相應地，本發明 的實際范圍不僅涵蓋了所公開的實施例，而且還涵蓋了在權利要求范圍內實踐或實施本發 明的所有等同方式。盡管以特定的權利要求形式在下面提供了本發明的某些方面，但發明人可以設想 任何數目的權利要求形式的本發明的各方面。相應地，發明人保留在提交申請之后增加附 加權利要求以便為本發明的其它方面追加這樣的附加權利要求形式的權利。
權利要求
1.一種用于由基站和移動臺組成的多蜂窩無線廣播和通信系統的方法，該方法包括 形成具有固定長度的多個幀，其中每個幀包含多個時隙，并且其中每個時隙包含多個正交頻分復用(OFDM)符號；在所述多個幀當中形成多個第一類型幀和第二類型幀，其中第一類型幀是期間有時 間-頻率資源用于以單頻網絡(SFN)進行信號廣播的幀，所述SFN由多個基站采用同一時 間和頻率資源來發射同一廣播內容，并且其中第二類型幀是期間沒有時間-頻率資源用于 以SFN進行信號廣播的幀；由基站向接收移動臺發射多個第一類型幀和第二類型幀；以及 周期性地、根據需要、根據預定計劃或其任意組合由所述基站向所述接收移動臺發射 調度信號，其中所述調度信號中的一個消息用于指示多個幀的類型配置，并且所述消息中 的“ 1，，代表第一類型幀、“0”代表第二類型幀，或反之。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述第一類型幀進一步包括用于SFN廣播和非 SFN數據發射的時間-頻率資源，其中所述SFN廣播資源包括一組OFDM符號并且所述非SFN數據資源包括另一組OFDM符號；或者所述SFN廣播資源包括一組子載波并且所述非SFN數據資源包括另一組子載波。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第二類型幀或所述第一類型幀中的非SFN數 據資源用于傳送數據應用包和/或執行專門的控制功能，包括安全密鑰更新、建立網絡連 接、尋呼、位置更新、重新同步、功率控制、數據包到達通知、發送上行鏈路數據包、信道質量 信息、包括包出錯率的關于視頻流的統計、或它們的任意組合。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，廣播包括廣播和組播。
5.根據權利要求1所述的方法，其中，所述廣播內容包括視頻、音頻和數據。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，所述系統利用 正交頻分多址(OFDMA)或頻分多址(FDMA)；以及時分雙工(TDD)或頻分雙工(FDD)技術。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，每個幀有一個幀序列編號，所述幀序列編號通過 與公共時間基準相關聯來表示同步的網絡時間。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述幀序列編號是模編號而不是絕對序列編號 以便減少幀編號開銷。
9.根據權利要求7所述的方法，其中，所述第一類型幀和所述第二類型幀使用相同或 不同的頻帶。
10.一種多蜂窩無線廣播和通信系統中的移動臺，包括接收器，其具有接收電路，用于接收來自所述系統中的基站的發射，所述接收器配置成 接收多個第一類型幀和第二類型幀，其中第一類型幀或第二類型幀具有固定時間長度并且包含多個時隙， 并且其中每個時隙包含多個正交頻分復用(OFDM)符號；第一類型幀是期間有用于經由單頻網絡(SFN)來廣播或組播內容的時間-頻率資源的 幀，所述SFN使用OFDM并且利用同一時間和頻率資源由所述網絡中的多個小區中的多個基 站來發射同一廣播或組播內容；并且第二類型幀是期間沒有用于經由SFN來廣播或組播內容的時間-頻率資源的幀；并且所述接收器還配置成周期性地、根據需要、根據預定計劃或其任意組合接收調度信號， 其中所述調度信號中的一個消息用于指示多個幀的類型配置；以及發射器，配置成使用時間_頻率資源來傳輸數據包。
11.根據權利要求10所述的移動臺，其中，所述接收器進一步配置成在多個幀期間開 通所述接收電路并在另外的多個幀期間關斷所述接收電路。
12.根據權利要求10所述的移動臺，其中，所述移動臺利用正交頻分多址(OFDMA)或頻分多址(FDMA)；以及時分雙工(TDD)或頻分雙工(FDD)技術。
13.根據權利要求10所述的移動臺，其中，所述消息中的“1”代表第一類型幀、“0”代 表第二類型幀，或反之。
14.根據權利要求10所述的移動臺，其中，所述接收器中的一個控制器基于調度信號 來控制用于接收第一類型幀的頻帶配置和用于接收第二類型幀的頻帶配置之間的切換。
15.一種多蜂窩無線廣播和通信系統中的基站，所述基站包括信號發生器，配置成形成固定時間長度的多個幀，其中每個幀包含多個時隙，并且其中每個時隙包含多個正交 頻分復用(OFDM)符號；以及所述多個幀中的多個第一類型幀和第二類型幀，其中第一類型幀是期間有用于經由單頻網絡(SFN)來廣播或組播內容的時間-頻率資源的 幀，所述SFN使用OFDM并且利用同一時間和頻率資源由多個小區中的多個基站來發射同一 廣播或組播內容；并且第二類型幀是期間沒有用于經由SFN來廣播或組播內容的時間-頻 率資源的幀；以及發射器，配置成傳輸多個第一類型幀和第二類型幀；并且所述發射器還配置成周期性地、根據需要、根據預定計劃或其任意組合傳輸調度信號， 其中所述調度信號中的一個消息用于指示多個幀的類型配置。
16.根據權利要求15所述的基站，其中，所述信號發生器進一步配置成生成前向糾錯 (FEC)編碼塊，所述前向糾錯編碼塊包括多個第一類型幀中的信息位。
17.根據權利要求15所述的基站，其中，所述消息中的“1”代表第一類型幀、“0”代表 第二類型幀，或反之。
18.根據權利要求15所述的基站，其中，所述發射器進一步配置成使用相同或不同的 頻帶來發射第一類型幀和第二類型幀。
全文摘要
本發明公開了一種用于高功率效率的廣播和通信系統的方法和設備。所述方法包括形成具有固定長度的多個幀，其中每個幀包含多個時隙，并且其中每個時隙包含多個正交頻分復用(OFDM)符號；在多個幀當中形成多個第一類型幀和第二類型幀，其中第一類型幀是期間有時間-頻率資源用于以單頻網絡(SFN)進行信號廣播的幀，所述SFN由多個基站采用同一時間和頻率資源來發射同一廣播內容，并且其中第二類型幀是期間沒有時間-頻率資源用于以SFN進行信號廣播的幀；由基站向接收移動臺發射多個第一類型幀和第二類型幀；以及周期性地、根據需要、根據預定計劃或其任意組合由基站向接收移動臺發射調度信號，其中調度信號中的一個消息用于指示多個幀的類型配置。
文檔編號H04W52/02GK101998285SQ20101055776
公開日2011年3月30日 申請日期2006年6月6日 優先權日2005年6月9日
發明者李克民, 李小東, 羅國揚, 黃海明 申請人:橋揚科技有限公司