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CN1522018A

Frame protocol and scheduling system

Abstract

The serialized data from the broadcast service is provided to the broadcast server for transmission to one or more client devices. The serialized data can correspond to shared data, private data, or control data. Schedule data for transmission based on weighted priorities including service quality metrics. The transmission frames are arranged in accordance with the frame protocol including a directory indexing system provided for shared data. The shared data packet is formatted based on the criteria known by the specific broadcast service and the corresponding application residing on the client device. The client device receives the directory at the transport layer and informs the application of the data that will be available in the next frame. The application submits a prioritized request to the transport layer, requesting data in the next frame. The data is retrieved by the transport layer for each application, and the data is parallelized by the processing program.

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70 claims: 8 independent, 62 dependent

  1. 1
    计算机可读介质,具有存储在其上的数据结构,所述数据结构用于从服务器设备传送传输帧至客户设备,所述数据包括:定位于当前传输帧的预定时隙中的帧头部,其中所述帧头部分组包括目录位置定义字段;定位于所述当前传输帧的灵活的时隙中的目录分组,其中,由所述帧头部的目录位置定义字段中的一个项确定所述灵活的时隙位置,其中,所述目录分组标识定位于一个后续的传输帧中的共享数据流;以及定位于所述当前传输帧的另一个灵活的时隙位置中的分组,其中,所述分组与来自前面的传输帧的另一个目录分组中的一个项关联,其中,每个目录分组是一个索引在后续传输帧中的分组的向前看的索引。
  2. 2
    如权利要求1所述的计算机可读介质,其特征在于,每个传输帧包括被分成16个片段组的20,480个片段,所述片段组具有1280个片段,以及其中,每个帧映射到由所述传输帧中的一个时隙标识的1280个逻辑分组中。
  3. 3
    如权利要求1所述的计算机可读介质,其特征在于,所述帧头部分组定位于所述传输帧的第一时隙中。
  4. 4
    如权利要求1所述的计算机可读介质,其特征在于,所述每个帧头部还包括用于帧编号、时间标记、时区偏移和地区定义的字段。
  5. 5
    如权利要求1所述的计算机可读介质,其特征在于,所述帧头部分组还包括帧编号字段,所述帧编号字段具有与前面的和后续的传输帧的相应的帧编号关联的值不同的一个关联值,因此重放攻击可由客户设备检测。
  6. 6
    如权利要求1所述的计算机可读介质,其特征在于,所述帧头部分组还包括:时间标记字段,指示所述传输帧开始的时间。
  7. 7
    如权利要求1所述的计算机可读介质,其特征在于,所述帧头部分组还包括:一时区偏移字段,指示每个帧传输的地理区域的时区。
  8. 8
    如权利要求1所述的计算机可读介质,其特征在于,所述帧头部分组还包括:地区定义字段,包括地区ID(标识符)、编码名称和频率列表,其中,所述地区ID标识当前广播地区,以及所述频率列表相应于在所述当前广播地区中可用的无线电频率。
  9. 9
    如权利要求1所述的计算机可读介质,其中,所述帧头部分组还包括用于一时间标记和一帧编号的字段,其中,所述时间标记和所述帧编号被用于加密在所述传输帧中的分组,因此客户设备验证所述帧头部并忽略相应于变化的重放攻击的传输帧。
  10. 10
    如权利要求9所述的计算机可读介质,其中,所述加密的分组是用加密密钥和初始化矢量加密的,其中,所述初始化矢量是由来自所述帧编号字段和所述时间标记字段中的至少一个的值确定的。
  11. 11
    如权利要求1所述的计算机可读介质,其中,每个目录位置定义字段标识时隙位置、格式类型、纠错模式和纠错设定值以用于相应的目录。
  12. 12
    如权利要求1所述的计算机可读介质,其中,每个目录位置定义字段还包括:对目录分组的索引,其中,每个索引包括时隙位置和格式类型,其中,所述时隙位置标识所述目录分组在所述传输帧中的位置,以及所述格式类型标识特定类的客户设备。
  13. 13
    如权利要求1所述的计算机可读介质,其特征在于,每个目录分组还包括:一组范围描述符,其中,每个特定的范围描述符包括用于与特定范围关联的起始位置和多个时隙的字段。
  14. 14
    如权利要求13所述的计算机可读介质,其中,所述起始位置相应于分组编号,所述分组编号与在所述传输帧中所述特定范围的开始关联。
  15. 15
    如权利要求13所述的计算机可读介质,其中,每个时隙与所述具有相应的时隙描述符的特定范围关联,所述时隙描述符包括用于服务ID(标识符)、分组计数、流定位器、纠错设定值和帧保留的字段。
  16. 16
    如权利要求13所述的计算机可读介质,其中,每个时隙与所述具有相应的时隙描述符的特定范围关联,所述时隙描述符包括服务ID(标识符)字段,其中,每个服务ID字段标识与所述时隙关联的特定广播服务,因此与所述时隙描述符关联的逻辑分组也与所述特定广播服务关联。
  17. 17
    如权利要求16所述的计算机可读介质,其中,所述特定广播服务与数据类型关联,其中,按照由应用程序使用的数据类型格式化每个逻辑分组,所述应用程序也与在客户设备上的所述特定广播服务关联。
  18. 18
    如权利要求17所述的计算机可读介质,其中,所述数据类型相应于紧凑数据类型、稀疏数据类型和长数据类型中的一个。
  19. 19
    如权利要求13所述的计算机可读介质,其中,与具有相应的时隙描述符的特定范围关联的每个特定时隙,其中,所述时隙描述符包括分组计数字段,标识与在所述帧传输中特定时隙关联的分组的数量。
  20. 20
    如权利要求13所述的计算机可读介质,其特征在于,与具有相应的时隙描述符的特定范围关联的每个时隙,其中,所述时隙描述符包括流定位器字段,标识由应用级数据处理程序使用的一个不透明值,所述处理程序与特定广播服务关联。
  21. 21
    如权利要求13所述的计算机可读介质,其中,每个时隙与具有相应的时隙描述符的范围描述符关联,并且,所述时隙描述符包括服务ID(标识符)字段和帧保留字段,其中,所述服务ID字段标识与在所述帧传输中的特定时隙关联的广播服务,以及其中,所述帧保留字段指示给所述广播服务指派时隙所为的帧传输的数量。
  22. 22
    如权利要求1所述的计算机可读介质,其特征在于,所述传输帧被划分成五个分区,在五个分区中每个中伪随机地指派的时隙为每个传输被指派给客户,以及其中,所述传输帧在所述伪随机地指派的时隙的至少一个中包括用于所述客户的私有消息的至少一部分。
  23. 23
    如权利要求22所述的计算机可读介质,其中,所述伪随机地指派的时隙是由与所述客户关联的订户ID(标识符)、当前帧编号和散列函数中的至少一个确定的。
  24. 24
    如权利要求22所述的计算机可读介质,其中,所述私有消息横越多个逻辑分组,每个逻辑分组包括私有消息头部,其中,所述私有消息头部包括用于消息ID(标识符)、消息中的分段和分段索引的字段,其中,所述私有消息是由所述消息ID字段标识的,所述逻辑分组的数量是由消息中分段字段标识的,以及每个逻辑分组是由分段索引标识的。
  25. 25
    计算机可读介质,具有存储在其上的数据结构,所述数据结构用于从服务器设备传送传输帧至客户设备,所述数据包括:与在所述传输帧中相应的时隙关联的逻辑分组,其中,所述逻辑分组被划分成分区,其中,伪随机地为客户指派时隙,其中,伪随机地将每个时隙指派给所述分区,以及其中,与伪随机地指派的时隙中的一个关联的逻辑分组包括用于所述客户的私有消息的至少一部分。
  26. 26
    如权利要求25所述的计算机可读介质,其中,每个传输帧包括被分成16个片段组的20,480个片段,所述片段组具有1280个片段,其中,每个片段包括68个符号,以及其中,每个帧映射到1280个逻辑分组。
  27. 27
    如权利要求25所述的计算机可读介质,其中,所述伪随机地指派的时隙是由与所述客户关联的订户ID(标识符)、与传输帧关联的当前帧编号和散列函数中的至少一个确定的。
  28. 28
    如权利要求25所述的计算机可读介质,其中,所述私有消息横越多个逻辑分组,每个逻辑分组包括私有消息头部,其中,所述私有消息头部包括用于消息ID(标识符)、消息中的分段和分段索引的字段,其中,所述私有消息是由所述消息ID字段标识的,所述逻辑分组的数量是由消息中分段字段标识的,以及每个逻辑分组是由分段索引标识的。
  29. 29
    如权利要求25所述的计算机可读介质,其中,所述伪随机时隙指派是由下述确定的:连结订户ID与所述当前帧编号形成阵列,由所述阵列产生散列值,以及将所述散列值限制在与每个分区关联的大小。
  30. 30
    如权利要求29所述的计算机可读介质,其中,所述当前帧编号与每个后续的传输帧不同,因此被指派给每个客户的时隙位置对于每个后续的传输帧改变。
  31. 31
    如权利要求25所述的计算机可读介质,其中,与私有消息关联的逻辑分组是用加密字符串和唯一的控制密钥加密的。
  32. 32
    如权利要求31所述的计算机可读介质,其中,与所述客户关联的唯一标识符是由所述唯一控制密钥确定的。
  33. 33
    用于调度从服务到客户设备的帧传输的方法,包括:从用于后续传输帧的候选列表中选择分组;在用于下一个传输帧的目录中描述所述选择的分组;将所述用于下一个传输帧的目录指派给在当前传输帧中的时隙;按照来自前面的目录的前面的时隙分配,以及为所述用于下一个传输帧的目录指派的时隙,装配在当前传输帧中的分组;以及装配用于当前传输帧的帧头部,其中,所述帧头部引用在当前传输帧中目录的位置。
  34. 34
    用于调度从服务到客户设备的帧传输的方法,包括:接收对于传输时隙的请求,其中,所述请求包括多个分组;为下一个传输帧基于所述请求的传输时隙分配时隙;基于所述分配的时隙产生用于下一个传输的目录;将所述用于下一个传输帧的目录指派给在当前传输帧中的一时隙;按照来自前面的目录的前面的时隙分配,以及为所述用于下一个传输帧的目录指派的时隙,装配在当前传输帧中的分组;以及装配用于当前传输帧的帧头部,其中,所述帧头部引用在当前传输帧中目录的位置。
  35. 35
    用于调度从服务到客户设备的帧传输的方法,包括:发送对于需要的请求至共享数据服务处理程序,其中,所述共享数据服务处理程序与注册的广播服务关联;在响应所述请求时,从所述共享数据服务处理器接收需要,其中,每个由所述共享数据服务处理程序请求的需要包括请求的优先级等级和为了传输时隙请求的分组分配;优先化从所述共享数据服务处理程序接收的需要;基于所述优先化的需要,为下一个传输帧分配时隙;基于所述分配的时隙,产生用于下一个传输帧的目录;为了当前传输帧请求来自所述共享数据服务处理程序的分组;为了当前传输帧接收来自所述共享数据服务处理程序的分组,其中,所述接收的分组与来自前面的传输帧的前面的目录关联;将所述用于下一个传输的目录指派给当前传输帧中未使用的时隙;按照来自一前面的目录的前面的时隙分配,装配在当前传输帧中的分组,以及将为用于下一个传输帧的目录指派时隙;以及装配一个用于当前传输帧的帧头部,其中,所述帧头部引用在当前传输帧中所述目录的位置。
  36. 36
    如权利要求35所述的方法,还包括:为了私有消息分组覆盖一个分配的时隙指派。
  37. 37
    如权利要求35所述的方法,还包括:为每个私有消息时隙,在伪随机地指派的分区内,确定伪随机的时隙指派,优先化私有消息时隙指派,以及按照优先化将未使用的时隙指派给所述私有消息时隙。
  38. 38
    如权利要求37所述的方法,其中,所述伪随机时隙和分区指派是由散列确定的,所述散列使用唯一ID(标识符)、帧编号和所述私有消息的分组数量。
  39. 39
    如权利要求37所述的方法,其中,确定和伪随机地指派的分区一起的伪随机时隙指派包括:使用所述唯一ID和所述时隙索引为分区指派计算散列值;按照在帧传输中分区的总数截取用于分区指派的散列值,以定义用于唯一ID的初始位置;将帧编号加到被截取的散列值,因此每个设备循环通过所有的分区;挑选分区的开始和结束位置;使用唯一ID、帧编号和时隙索引,计算用于在分区内时隙指派的一个散列值;折叠用于时隙指派的散列值,因此被折叠的值适合于所选择的分区的大小;以及将分区的开始位置加到折叠的散列值以确定用于被请求的时隙的分组编号。
  40. 40
    如权利要求37所述的方法,加密与所述私有数据关联的分组,其中,加密过程使用帧编号和分组编号中的至少一个以用于加密过程的初始化矢量,其中,所述加密过程使用所述初始化矢量和订阅密钥加密。
  41. 41
    如权利要求35所述的方法,还包括:为帧编号字段指派一个值,其中,所述与帧编号字段关联的值与后续的帧不同;为时间字段指派一个值,其中,所述与时间字段关联的值与后续的帧不同;以及安排包括所述帧编号字段、目录定位器字段和时间字段的帧头部,其中,所述帧头部相应于一个在帧传输中总是出现在同一逻辑分组编号的分组。
  42. 42
    如权利要求35所述的方法,其中,所述基于分配的时隙产生用于下一个传输的目录,还包括:确定时隙编号用于广播服务,指派所述时隙编号给所述广播服务,以及设定目录项的服务标识符字段以指示所述广播服务。
  43. 43
    如权利要求35所述的方法,其中,所述由每个共享数据服务处理程序请求的每个需要,还包括一个请求的帧保留,所述帧保留指定一个时隙指派将持续的传输序列的数量。
  44. 44
    如权利要求35所述的方法,还包括:为每个指派的时隙设定帧保留字段,其中,每个帧保留字段指定一个时隙指派将持续的传输序列的数量。
  45. 45
    如权利要求35所述的方法,还包括:为每个指派的时隙设定帧保留字段,其中,每个帧保留字段指定一个时隙指派将持续的传输序列的数量。
  46. 46
    如权利要求45所述的方法,还包括:为来自每个在前的帧传输的每个分配的时隙减少帧保留字段,以及收回每个具有值为零的帧保留字段的时隙指派。
  47. 47
    如权利要求45所述的方法,还包括:更新与分配的时隙关联的定位器字段。
  48. 48
    如权利要求45所述的方法,还包括:向每个共享的数据服务处理程序提交请求以更新与每个指派的时隙关联的定位器字段,以及在响应所述请求时从所述共享数据服务处理程序接收更新的定位器字段。
  49. 49
    如权利要求45所述的方法,还包括:由私有数据服务处理程序请求覆盖,从所述私有数据服务处理程序接收覆盖请求,在响应所述覆盖请求时,将在下一个帧传输中的时隙指派给私有消息。
  50. 50
    用于在客户设备上调度数据的取回的方法,包括:从当前传输帧中提取目录;将所述目录中的一个项与注册的应用关联;取回与在后续的传输帧中的时隙关联的分组;装配来自所述接收的分组的消息;以及当装配了所述消息时,将完成的消息传送给在所述客户设备上的应用。
  51. 51
    用于在客户设备上调度数据的取回的方法,包括:从当前传输帧中提取目录;将所述目录中的一个项与注册的应用关联;发送请求至所述与在目录中的项关联的注册应用;接收来自所述应用的数据请求,其中,所述数据请求包括请求的优先级等级;基于优先级等级排序所述数据请求;向网络层请求最高优先级的分组,其中,所述最高优先级分组与在后续传输帧中的时隙有关;从所述与所述后续传输帧关联的网络层接收分组;将所述接收的分组传送至用于所述注册应用的处理程序;由所述处理程序为所述注册应用装配来自所述接收分组的消息;以及当装配了所述消息时,将完成的消息从所述处理程序传送至所述应用。
  52. 52
    如权利要求51所述的调度数据的取回的方法,还包括:向在所述客户设备内的传输层注册应用,以及为所述注册的应用连接处理程序至所述传输层。
  53. 53
    如权利要求52所述的调度数据的取回的方法,还包括:在响应来自所述应用的结束请求时,将所述处理程序与所述传输层断开。
  54. 54
    如权利要求51所述的调度数据的取回的方法,其中,所述提取目录包括:取回用于所述当前传输帧的帧头部;从所述帧头部中识别目录位置定义;以及从所述在当前传输帧中识别的位置取回所述目录,其中,所述目录是对于后续的传输帧的向前看的索引。
  55. 55
    如权利要求51所述的调度数据的取回的方法,还包括:从在所述当前帧传输中的帧头部中取回时间标记,以及基于所述时间标记同步在所述客户设备中内部时钟。
  56. 56
    如权利要求51所述的调度数据的取回的方法,还包括:基于帧编号和时间标记验证所述当前帧传输,因此由客户设备忽略重放攻击,其中,所述帧编号是从较早的传输帧所估计的以及从帧头部提取的中至少一个。
  57. 57
    如权利要求51所述的调度数据的取回的方法,还包括:计算帧编号和从在所述当前帧传输中帧头部取回帧编号中的至少一个,解密具有由所述帧头部为籽晶的反馈模式分组加密的分组,因此变化的重放攻击可由所述客户设备忽略。
  58. 58
    如权利要求51所述的调度数据的取回的方法,还包括:使用帧编号、时间标记和分组编号产生用于使用加密密钥的解密过程的初始值,其中,由所述客户设备使用所述加密密钥验证取回的与广播服务关联的数据。
  59. 59
    如权利要求51所述的调度数据的取回的方法,还包括:所述验证与接收数据关联的逻辑分组,包括:解密所述逻辑分组;检查所述解密的逻辑分组的CRC(循环冗余码校验);当识别所述解密的逻辑分组的无效CRC时,应用错误纠正;解密所述纠错的逻辑分组;检查所述解密的纠错的分组的CRC;当所述解密的逻辑分组和所述解密的纠错的逻辑分组具有无效的CRC时,验证失败;以及当所述逻辑分组和所述纠错的逻辑分组中的至少一个具有有效CRC时,验证成功。
  60. 60
    如权利要求51所述的调度数据的取回的方法,其中,所述将在所述目录中的项与注册的应用关联,还包括:从所述目录中提取服务ID(标识符),其中,所述服务ID标识所述注册的应用。
  61. 61
    如权利要求51所述的调度数据的取回的方法,还包括:更新与所述请求的优先级等级关联的优先级等级,因此为在所述客户设备上每个应用保持服务质量。
  62. 62
    如权利要求51所述的调度数据的取回的方法,还包括:当所述目录未能被取回以及来自前面的目录的帧保留字段指示与所述接收的分组关联的时隙指派是粘性的时候,从所述与另一个后续传输帧关联的网络层接收分组。
  63. 63
    如权利要求51所述的调度数据的取回的方法,其中,按照与用于在所述客户设备上应用的处理程序关联的数据类型格式化消息,其中,所述数据类型相应于紧凑数据类型、稀疏数据类型和长数据类型中的一个。
  64. 64
    如权利要求63所述的调度数据的取回的方法,其中,所述用于紧凑数据类型的处理程序,使用来自目录时隙描述符的流定位器,确定第一紧凑消息在时隙中的开始位置,以及后续一分组消息跟随所述开始位置,一次一个分组的偏移。
  65. 65
    如权利要求63所述的调度数据的取回的方法,其中,所述用于稀疏数据类型的处理程序,使用来自目录时隙描述符的流定位器,确定稀疏数据流的分段的时隙位置,以及后续分段跟随所述开始时隙位置,从第一分段的偏移。
  66. 66
    如权利要求63所述的调度数据的取回的方法,其中,所述用于长数据类型的处理程序,使用来自目录时隙描述符的流定位器,确定长数据流的每个分段的序列号。
  67. 67
    用于在客户设备上调度私有数据的取回的方法,包括:从当前传输帧接收帧头部;从所述帧头部提取帧编号,其中,用于后续传输帧的帧编号与用于所述当前传输帧的帧编号不同;为所述客户设备识别订户ID(标识符);用所述帧编号和所述订户ID确定用于所述客户设备的私有消息时隙指派;从所述传输帧的所述私有消息时隙指派中接收逻辑分组;以及验证所述逻辑分组;将验证的逻辑分组传送至在所述客户设备上的应用处理程序。
  68. 68
    如权利要求67所述的调度数据的取回的方法,其中,所述确定私有消息时隙指派,还包括:从所述订户ID和所述当前帧编号确定私有消息时隙指派。
  69. 69
    如权利要求67所述的调度数据的取回的方法,其中,所述确定私有消息时隙指派还包括:连结所述订户ID和所述当前帧编号以形成字节的阵列,从所述字节的阵列产生散列值,从所述字节的阵列确定时隙指派,其中,所述时隙相应于在所述传输帧中每个分区中的时隙。
  70. 70
    如权利要求67所述的调度数据的取回的方法,其中,所述验证逻辑分组,还包括:解密所述逻辑分组;检查所述解密的逻辑分组的CRC(循环冗余码校验);当识别所述解密的逻辑分组的无效CRC时,应用错误纠正;解密所述纠错的逻辑分组;检查所述解密的纠错的分组的CRC;当所述解密的逻辑分组和所述解密的纠错的逻辑分组具有无效的CRC时,验证失败;以及当所述逻辑分组和所述纠错的逻辑分组中的至少一个具有有效CRC时,验证成功。
Independent claims70