CN101064558B - 一种无线通信系统中实现广播组播的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线通信系统中实现广播组播的方法，包括：网络侧向小区终端发送赋形特征码的发送调度信息及赋形特征码与广播组播数据的对应关系。其中，赋形特征码的发送调度信息含有发送赋形特征码的时间间隔。需要接收广播组播数据的终端根据前述对应关系向网络侧发送承载赋形特征码的信号。网络侧检测所述承载赋形特征码的信号的方向角信息，并使用前述方向角信息控制智能天线的下行信号的波束赋形，在所述方向角上发送该赋形特征码对应的数据。

Description

一种无线通信系统中实现广播组播的方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，特别是指一种无线通信系统中实现广播组播的方法。

背景技术

第三代移动通信系统(3G，The 3rd Generation)不但能够传送高质量的点到点的多媒体语音和数据业务，而且能够传送比现有数据业务要求更高的点到多点的广播组播业务，如在线的电影视频点播、电视广播、多媒体广播组播业务(MBMS，Multimedia Broadcast/MulticastService)等。按照目前的第三代移动通信系统伙伴计划(3GPP，3rdGeneration Partnership Project)规范，MBMS业务的发送，主要是采用点到多点无线承载(PTM RB，Point-To-Multipoint Radio Bear)或点到点无线承载(PTP RB，Point-To-Point Radio Bear)发送。

在MBMS业务数据发送之前，首先向小区内终端发送MBMS业务公告，当小区中的用户收到网络侧发出的MBMS业务公告后，需要接收某个MBMS业务数据时，终端按照所接收到的网络侧广播的系统信息块SIB5(System Information Block 5)或SIB5bis(SystemInformation Block 5bis)中包含的MBMS点对多点控制信道(MCCH，MBMS point-to-multipoint Control Channel)的配置，监听MCCH，获得MBMS指示信道(MICH，MBMS Notification Indicator Channel)的配置，终端然后对MICH进行不连续接收，并根据MICH上对应的通知指示在适当时间去读取MCCH上与其关注的MBMS业务的相关传送信息，并按照MCCH上消息的指示接收MBMS数据。

具体可以是当网络侧通过PTM RB发送MBMS业务的数据时，终端首先在MCCH上获得MBMS点对多点调度信道(MSCH，MBMSpoint-to-multipoint Scheduling Channel)和MBMS点对多点传输信道(MTCH，MBMS point-to-multipoint Traffic Channel)的配置参数，按照这些参数配置自身的MSCH和MTCH，并根据MSCH上的调度信息在适当时间接收MTCH上的业务数据。

对于MBMS广播业务，网络侧总是采用PTM RB以无线链路控制的非确认模式(RLC UM，Radio Network Controller UnacknowledgedMode)在小区内发送，由于终端不能在PTM RB上发送上行信息，网络侧不知道关注该业务的终端有多少，也不知道关注该业务的终端位于什么方向，所以网络侧在发送MBMS下行信息时无法进行波束赋形，广播业务的信令和数据只能在小区内全向发送。对本小区内其它不需要接收该MBMS信息的终端和同频邻小区内的终端产生干扰。导致系统内的干扰电平上升，系统容量下降。

对于MBMS的组播业务，网络侧统计小区内加入各MBMS组播业务的用户数，当加入某MBMS组播业务的用户数多于某个数量时，网络侧采用PTM RB在小区内全向发送该MBMS组播业务的数据，对于网络中其它用户的干扰和广播业务是一样的。当加入某MBMS组播业务的用户数少于某个数量时，网络侧通知加入该MBMS组播业务的各终端分别和网络侧建立点对点连接，网络侧通过各PTP RB将MBMS组播业务的数据发送给对应的终端，终端可以在PTP RB上发送上行信息，如果网络侧采用智能天线，则可以通过波束赋形将MBMS业务的数据限制在终端的上行信号对应的下行方向上发送，从而减少了该MBMS业务信号对本小区和同频邻小区的终端的干扰。

但通过PTP RB发送MBMS数据来降低干扰只适用于小区内加入MBMS组播业务的用户较少时的情况。对于MBMS广播业务或加入的用户较多而不适用PTP RB发送的组播业务，网络侧总是通过PTMRB传送。由于现有技术在此种情况下，终端在接收数据时不向网络侧发送上行信息，网络侧向终端发送数据时无法波束赋形，数据在小区内全向发送。对于广播业务，即使小区内当前没有用户接收该业务，或终端都已经接收过该业务，不需要再接收时，网络侧依然会向小区内广播发送。因此现有技术不能降低广播业务和加入的用户量较多而不适用PTP RB的组播业务给网络带来的较大干扰。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种无线通信系统中实现广播组播的方法，使得在无线系统的广播组播业务的发送过程中，能够有效的降低无线系统内的干扰。

为解决上述问题，本发明的技术方案是：提供一种无线通信系统中实现广播组播的方法，包括：

a、网络侧向小区终端发送赋形特征码和广播组播数据的对应关系；

b、需要接收广播组播数据的终端根据前述对应关系向网络侧发送承载赋形特征码的信号；

c、网络侧检测所述承载赋形特征码的信号的方向角信息；

d、网络侧使用前述方向角信息控制智能天线的下行信号的波束赋形，在所述方向角上发送该赋形特征码对应的广播组播数据。

其中，所述步骤a中网络侧还向终端发送赋形特征码的调度信息；所述步骤b中终端按照发送调度信息向网络侧发送承载赋形特征码的信号。

其中，所述步骤b中终端以固定的时间间隔向网络侧发送承载赋形特征码的信号。

其中，所述步骤b中终端在上行导频时隙发送赋形特征码。

其中，所述步骤c还包括网络侧将检测到的各方向角与该赋形特征码的参数组中的方向角进行比较，如果在参数组中没有找到赋形特征码的方向角，则在其赋形特征码的参数组中建立该方向角，并启动该方向角的计时器；如果找到，则重新启动该方向角的计时器。

其中，如果任何一个赋形特征码的参数组中的方向角所对应的计时器超时，则删除该方向角。

其中，当赋形特征码的方向角参数组中的方向角发生更新时，网络侧使用更新后的方向角参数及时调整智能天线的波束赋形。

其中，所述网络中的方向角的计时器的超时值大于终端发送赋形特征码的最大时间间隔。

其中，所述网络侧在步骤c之后将具有相同赋形特征码的上行信号方向角进行分组，将紧邻的角度合并为一个角度；在执行步骤d时使该角度的赋形波束宽度覆盖被合并的这些角度。

其中，所述赋形特征码为该小区和其同频邻小区之外的其它小区的上行同步码。

其中，所述步骤a中广播组播数据包括多媒体广播组播业务MBMS数据、MBMS点对多点控制信道MCCH、MBMS点对多点传输信道MTCH、MBMS点对多点调度信道MSCH和/或MBMS指示信道MICH信息、能够用波束赋形发送的需要广播或组播的各类不同应用的数据。

其中，所述网络侧在MCCH和MTCH发送方向之间建立周期性的短暂关联，在每个改变周期中的最初的一个或若干重复周期将MCCH的消息扩展到所有MTCH的方向角上发送。

其中，所述网络侧对不同的信道分别采用不同的波束赋形或者采用相同的波束赋形，或者部分信道采用相同的波束赋形，另外一部分信道采用不同的波束赋形。

其中，所述网络侧对不同的MBMS业务采用不同的波束赋形或者采用相同的波束赋形，或者部分MBMS业务采用相同的波束赋形，另外一部分MBMS业务采用不同的波束赋形。

其中，如果采用不同的波束赋形，对应的赋形特征码也不同；如果采用相同的波束赋形，对应的赋形特征码也相同。

其中，终端在接收采用某种波束赋形的信息过程中，如果要接收采用相同的波束赋形的其它信息，终端在赋形特征码的一个发送调度期内只发送一次赋形特征码。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：网络侧在发送广播组播数据时，本方法通过检测终端发送的承载赋形特征码的信号，判断小区中是否有终端需要接收对应广播组播数据以及需要接收对应数据的终端所在的方向位置，通过波束赋形将数据限制在需要接收该业务的终端所在的方向上发送。对于组播业务，网络侧不必通过统计小区中加入该业务的用户数量决定建立PTM RB或PTP RB发送数据，而是直接建立PTM RB，为PTM RB分配一组无线资源。相对于采用PTP RB发送相同数据而言，网络侧不必为每个用户分别建立PTP RB并为每个PTP RB分配一组无线资源，即可将数据限制在需要接收该业务的终端所在的方向上发送，占用更少的无线资源，较大地提高了无线资源的利用率。因而网络侧也不必进行PTP RB和PTM RB发送方式的选择与转换，简化了发送的过程和无线资源管理的复杂度。

在本发明的优选方案中，使用方向角的更新机制能够自适应地跟踪接收数据的用户的移动、加入或离开业务的活动，仅在需要接收数据的用户所在的方向角上采用波束赋形发送其所需的数据，很大程度上降低了对本小区和相邻小区内进行其它业务的终端用户的干扰，提高了系统的容量和服务质量。

附图说明

图1是本发明实现广播组播方法的流程示意图；

图2是赋形特征码与网络侧发送的广播组播数据对应关系示意图；

图3是赋形特征码对应的参数组示意图；

图4是采用波束赋形发送广播组播数据的示意图。

具体实施方式

本发明提供一种实现无线通信系统中广播组播的方法，使得在广播组播数据的发送过程中，能够有效地降低网络中本小区和同频相邻小区无线业务终端之间的干扰。

为达到此目的，本发明的思路在于：

网络侧向小区终端发送赋形特征码的发送调度信息、以及赋形特征码和网络侧发送的广播组播数据的对应关系。其中，赋形特征码的发送调度信息含有发送赋形特征码的时间间隔。

终端根据所述发送调度信息向网络侧发送承载赋形特征码的信号，所述赋形特征码对应于终端所需的广播组播数据。

当然，网络侧也可以不向小区终端发送赋形特征码的发送调度信息，需要广播组播数据的终端以事先约定好的固定的时间间隔直接向网络侧发送承载赋形特征码的信号。

网络侧检测所述承载赋形特征码的信号的方向角信息。

网络侧使用该赋形特征码的所有方向角控制智能天线的下行信号波束赋形，在这些方向角上发送该赋形特征码对应的数据。

下面结合附图1对本发明的具体实施方式做进一步的详述。

步骤S101

在TD-SCDMA系统中，网络侧通过适当的消息向小区终端发送赋形特征码的发送调度信息、以及赋形特征码和网络侧发送的广播组播数据的对应关系。一种实施例的具体关系参见图2，赋形特征码SYNC_UL1对应MBMS信息A，赋形特征码SYNC_UL2对应MBMS信息B。其中，任何小区的赋形特征码要从不属于本小区及其所有同频邻小区的上行同步码中选取，以用于本小区内不同的广播组播数据的发送。

步骤S102

终端按照赋形特征码的发送调度信息在上行导频时隙发送所需接收的数据相对应的赋形特征码。

步骤S103

网络侧收到上行导频时隙的信号后，从中检测出该赋形特征码和携带相同赋形特征码的不同路径信号的来波方向角。

步骤S104

网络侧将本次检测到的赋形特征码的各方向角与网络中的该赋形特征码的参数组中的方向角进行比较。

网络中每一个赋形特征码都有一个对应的参数组。该参数组中含有各个携带该赋形特征码的不同路径信号的来波方向角，以及该方向角相对应的有效计时器。如图3所示，SYNC_UL1对应一个参数组，包含不同路径的来波方向角。每一个方向角对应一个有效计时器。如80度对应有效计时器T1，340度对应有效计时器T2。

步骤S105

如果该赋形特征码参数组中已有该方向角，则重启该方向角的有效计时器。

步骤S106

如果赋形特征码参数中没有该方向角，则建立该方向角参数，启动该方向角的有效计时器。

步骤S107

网络侧使用该赋形特征码参数组中方向角控制智能天线的下行信号的发送方向，对下行信号进行波束赋形，向终端发送该赋形特征码对应的数据。

波束赋形的实现过程具体可以是：网络侧在发送下行数据时，采用适当的算法和空间分集技术，智能天线可以在下行方向上发射若干波束，分别与智能天线接收到的能够合并的终端上行多径信号的方向相适应。因此，当多个终端同时发送含有相同的赋形特征码信号时，网络侧接收来自多个终端的不同路径的上行信号，使用智能天线在发送下行数据时的波束分别对应接收到的上行信号的各来波方向，这样发送含有相同赋形特征码信号的终端都能接收到智能天线发送的下行波束赋形信号。终端在接收数据的过程中按照发送调度信息不断的发送含有所需数据对应的赋形特征码信号，网络侧不断的检测出来波信号方向角，按照方向角实时调整所发送的下行数据的发送方向，自适应地跟踪接收数据的用户的移动、加入或离开业务的活动。如图4所示，两个不同终端(UE，User Equipment)向网络侧发送所需数据对应的上行链路同步码(SYNC_UL，Synchronization Code_Up Link)1，使用方向角控制智能天线的发射方向，对下行信号波束赋形，向两个不同的UE发送赋形特征码对应的数据。

为简化智能天线波束赋形的控制，在波束赋形发送数据时可以参考2005年6月13日申请的，申请号为200510076681.0的名称为用于组播业务系统的下行波束赋形的方法的专利申请，该上行信号来波方向角的分组方法根据智能天线的技术参数将赋形特征码对应参数数组中的方向角进行分组，将紧邻的多个角度合并为一个角度，使该角度的赋形波束宽度覆盖被合并的这些角度。

网络侧认为赋形特征码的参数中每个方向角上均存在需要接收对应广播组播数据的终端。当某个方向角的有效计时器超时，则表示该方向上的终端已不再接收对应的广播组播数据，或需要接收广播组播数据的终端已从该方向角转移到其它方向角，网络侧将该组中的方向角和其有效计时器删除，认为该方向上不再有需要接收广播组播数据的终端。当方向角参数组中的方向角发生了更新，网络侧就用更新后的方向角参数及时调整智能天线的波束赋形。

为了使系统的综合性能达到较好的指标，网络中赋形特征码数量、赋形特征码的发送间隔、方向角有效计时器的超时值应选取适当的值。小区内用于MBMS信息波束赋形的赋形特征码数量应该适当，可参照小区内需要采用不同波束赋形的广播组播数据的种类和小区内的干扰而定。太多会使上行导频时隙的干扰增大，影响小区内其它终端的初始上行同步，太少会使本方法减小下行广播组播数据的干扰的程度降低。终端发送赋形特征码的间隔太长则导致网络侧不能跟踪终端的移动，使终端不能收到广播组播数据，间隔太短则导致上行导频时隙的干扰增大。网络侧定义的方向角有效计时器的超时值应该稍大于终端发送赋形特征码的最大间隔，如果小于该间隔时间，则可能会导致终端不能连续的接收到下行数据；如果太长，则可能会导致下行信号发送的角度范围增大，系统内干扰增大。

在网络中的多个不同信道都可应用本发明的方法，采用波束赋形传送MBMS信息的实现具体描述如下：

如果小区中MCCH采用波束赋形发射，通用陆地无线接入网(UTRAN Universal Terrestrial Radio Access Network)在小区的系统消息中广播本小区的MCCH的配置信息和MCCH对应的赋形特征码及其发送调度信息，其中发送调度信息包括终端发送MCCH的赋形特征码的时间间隔，终端如果关注某个MBMS业务，需要接收MCCH上的信息时，先在上行导频时隙上发送MCCH的赋形特征码，然后按照MCCH的配置到MCCH上接收信息，终端在接收MCCH信息的过程中按照发送调度信息发送MCCH的赋形特征码。网络侧在若干方向角上收到MCCH的赋形特征码后，就更新其方向角参数，并控制智能天线，将MCCH信息在更新后的各方向角上发送。

如果小区中MICH采用波束赋形发射，则网络侧在MCCH中的MBMS General Information普通消息中包含MICH的配置以及MICH对应的赋形特征码及其发送调度信息。终端收到MBMS GeneralInformation消息后如果需要监听MICH，先在上行导频时隙上发送的MICH的赋形特征码，然后按照MICH的配置监听MICH，终端在监听MICH的过程中按照发送调度信息发送MICH的赋形特征码。网络侧在若干方向角上收到MICH的赋形特征码后，就更新其方向角参数，并控制智能天线，将MICH信息在更新后的各方向角上发送。

终端在MICH上检测到所关注的MBMS业务对应的MBMS通知指示为1时，则先在上行导频时隙上发送MCCH的赋形特征码后，然后按照MCCH的配置到MCCH上接收信息，终端在接收MCCH信息的过程中按照发送调度信息发送MCCH的赋形特征码。网络侧在若干方向角上收到MCCH的赋形特征码后，就更新其方向角参数，并控制智能天线，将MCCH信息在更新后的各方向角上发送。

终端在MCCH上接收到其关注的MBMS数据相关的信息，如果MBMS数据通过PTM RB发送，且MSCH和MTCH采用波束赋形，则MCCH上的消息中包含MSCH和MTCH的配置、MSCH的赋形特征码及其发送调度信息、MTCH的赋形特征码及其发送调度信息。终端在接收MSCH的信息前，先在上行导频时隙上发送MSCH的赋形特征码，然后按照MSCH的配置接收MBMS Scheduling Information调度消息，终端在接收MSCH信息的过程中按照发送调度信息发送MSCH的赋形特征码。网络侧在若干方向角上收到MSCH的赋形特征码后，就更新其方向角参数，并控制智能天线，将MSCH信息在更新后的各方向角上发送。

终端在MSCH上接收到MBMS Scheduling Information消息后，按照其中的调度信息，在该业务的数据即将发送之前，先在上行导频时隙上发送MTCH的赋形特征码，然后按照MTCH的配置接收该MBMS的数据，终端在接收MBMS数据的过程中按照发送调度信息发送MTCH的赋形特征码。网络侧在若干方向角上收到MTCH的赋形特征码后，就更新其方向角参数，并控制智能天线，将MTCH信息在更新后的各方向角上发送。

由于终端在MTCH上接收MBMS业务数据的过程中，MCCH上的信息可能发生变化，因此在每个改变周期的开始时需要读取MCCH上的MBMS Change Information改变消息。为了减少小区中发送上行MCCH的赋形特征码的发送次数，降低上行导频时隙的干扰，可以在每个改变周期中最初的一个或若干重复周期内将MCCH上的MBMSChange Information消息的发送方向进行扩展，在小区内所有MTCH的方向角上也发送MCCH信息，在MCCH发送方向和MTCH发送方向之间建立周期性的短暂关联，网络侧预先通过MCCH消息将这种关联关系通知需要在MTCH上接收MBMS业务数据的终端，使接收MTCH的终端在每个改变周期不必发送MCCH的赋形特征码就可以接收到MCCH上的MBMS Change Information消息，降低了上行导频时隙上的干扰。

网络侧可以根据系统实际情况的需要，对MCCH、MICH、MSCH和MTCH分别采用不同的波束赋形，或者对其中的若干信道采用相同的波束赋形或全向发送；网络侧也可以根据MBMS业务的信道映射和交织情况对不同的MBMS业务采用不同的波束赋形，或者对其中的若干MBMS业务采用相同的波束赋形。如果采用不同的波束赋形，则对应的赋形特征码也不同；如果采用相同的波束赋形，则对应的赋形特征码也相同。终端在接收采用某种波束赋形的信息过程中，如果要接收采用相同的波束赋形的其它信息，终端在赋形特征码的一个发送调度期内只发送一次赋形特征码，以减少对上行导频时隙的干扰；如果采用全向发送，则没有对应的赋形特征码和发送调度信息参数，终端在准备接收该数据时，同现有方案一样，不先发送赋形特征码，而是直接接收相应数据。

本发明的方法也可在其它无线通信系统当中得到拓展性应用，通过本方法来降低无线通信系统中的业务间干扰。

Claims (16)

1.一种无线通信系统中实现广播组播的方法，其特征在于，包括：

a、网络侧向小区终端发送赋形特征码和广播组播数据的对应关系；

b、需要接收广播组播数据的终端根据前述对应关系向网络侧发送承载赋形特征码的信号；

c、网络侧检测所述承载赋形特征码的信号的方向角信息；

d、网络侧使用前述方向角信息控制智能天线的下行信号的波束赋形，在所述方向角上发送该赋形特征码对应的广播组播数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中网络侧还向终端发送赋形特征码的调度信息；所述步骤b中终端按照发送调度信息向网络侧发送承载赋形特征码的信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤b中终端以固定的时间间隔向网络侧发送承载赋形特征码的信号。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤b中终端在上行导频时隙发送赋形特征码。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤c还包括网络侧将检测到的各方向角与该赋形特征码的参数组中的方向角进行比较，如果在参数组中没有找到赋形特征码的方向角，则在其赋形特征码的参数组中建立该方向角，并启动该方向角的计时器；如果找到，则重新启动该方向角的计时器。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：如果任何一个赋形特征码的参数组中的方向角所对应的计时器超时，则删除该方向角。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：当赋形特征码的方向角参数组中的方向角发生更新时，网络侧使用更新后的方向角参数及时调整智能天线的波束赋形。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方向角的计时器的超时值大于终端发送赋形特征码的最大时间间隔。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络侧在步骤c之后将具有相同赋形特征码的上行信号方向角进行分组，将紧邻的角度合并为一个角度；在执行步骤d时使该角度的赋形波束宽度覆盖被合并的这些角度。

10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述赋形特征码为该小区和其同频邻小区之外的其它小区的上行同步码。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中广播组播数据包括多媒体广播组播业务MBMS数据、MBMS点对多点控制信道MCCH、MBMS点对多点传输信道MTCH、MBMS点对多点调度信道MSCH和/或MBMS指示信道MICH信息、能够用波束赋形发送的需要广播或组播的各类不同应用的数据。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述网络侧在MCCH和MTCH发送方向之间建立周期性的短暂关联，在每个改变周期中的最初的一个或若干重复周期将MCCH的消息扩展到所有MTCH的方向角上发送。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述网络侧对不同的信道分别采用不同的波束赋形或者采用相同的波束赋形，或者部分信道采用相同的波束赋形，另外一部分信道采用不同的波束赋形。

14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述网络侧对不同的MBMS业务采用不同的波束赋形或者采用相同的波束赋形，或者部分MBMS业务采用相同的波束赋形，另外一部分MBMS业务采用不同的波束赋形。

15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于，如果采用不同的波束赋形，对应的赋形特征码也不同；如果采用相同的波束赋形，对应的赋形特征码也相同。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，终端在接收采用某种波束赋形的信息过程中，如果要接收采用相同的波束赋形的其它信息，终端在赋形特征码的一个发送调度期内只发送一次赋形特征码。

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