CN101350663A

CN101350663A - 一种多媒体多播广播业务数据同步方法及系统

Info

Publication number: CN101350663A
Application number: CNA2007101304216A
Authority: CN
Inventors: 艾建勋; 储俊林
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-07-18
Filing date: 2007-07-18
Publication date: 2009-01-21
Also published as: WO2009010016A1; CN101627563A

Abstract

本发明涉及一种多媒体多播广播业务数据同步方法及系统，其中系统包括集中用户面处理网元(3)和分布式网元(2)；方法包括利用移动网络中集中用户面处理网元统一处理多媒体多播广播业务数据(100)并设置同步信息，打包发送给移动网络中各分布式网元；各分布式网元还原多媒体多播广播业务数据解析并按同步信息指示发送给移动终端(1)。这种方法及系统解决了不同RNC的小区间同步发送相同的MBMS业务的问题，提高了终端MBMS业务的接收增益，避免了不同RNC的小区间MBMS业务信号的同频干扰。

Description

一种多媒体多播广播业务数据同步方法及系统

技术领域

本发明涉及移动通讯增值业务，具体涉及一种多媒体广播/多点传送服务Multimedia Broadcast/Multicast Service(简称MBMS)业务数据同步方法及系统。

背景技术

现在人们对移动通信的需求已不再满足于电话和消息业务，随着Internet网的迅猛发展，大量多媒体业务涌现出来。其中一些应用业务，多个用户能同时接收相同数据，如视频点播、电视广播、视频会议、网上教育、互动游戏等。MBMS技术为实现最有效地利用移动网络资源而提出，指一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，实现网络资源共享，包括移动核心网和接入网资源共享，尤其是空口资源。3GPP定义的MBMS不仅能实现纯文本低速率的消息类组播和广播，而且能实现高速率的多媒体业务组播和广播，这无疑顺应了未来移动数据发展的趋势。

作为提高MBMS业务频谱利用率的技术，单频网Single FrequencyNetwork(简称SFN)或者码片级合并(简称Chip合并)技术，要求所有相邻基站同步发送相同的无线信号。

在SFN模式下，用户设备(UE)可以将来自于不同基站的信号视为多径信号。使得公共物理信道传送广播业务获得比较大的信号增益，从而提高了MBMS业务的服务质量(Qos)性能。该技术的引入带来新的问题：既然来自不同基站信号被UE视为多径，就要求各个径数据必须保持同步发送。在Chip合并模式下，UE同时接收不同基站发送的业务信号，并通过多小区联合检测技术在码片级实现合并。这都要求UE接收到的不同小区发送的MBMS业务信号，在同一时隙都是一样的。

3GPP引入MBMS后用户面的协议栈发生了变化，无线网络控制器Radio Network Controller(简称RNC)在MBMS服务承载建立时可以按照核心网服务区域Service Area(简称SA)列表，以所属的小区组织成小区组方式建立多个小区共享分组数据汇聚协议Packet Data Convergence Protocol(简称PDCP)和无线链路控制Radio Link Control(简称RLC)实体，每个小区使用各自的MBMS的媒体接入控制Medium Access Control for MBMS(简称MAC-m)以及各自的帧协议Frame Protocol(简称FP)。

MBMS业务是面向全网的服务，同一个MBMS业务可能建立在不同RNC上。这样，在不同RNC间的小区为了利用SFN或者Chip合并技术提高UE接收增益，需要和相邻RNC的小区同步发送相同的MBMS业务空口信号。否则，属于不同RNC的相邻小区间信号会造成同频干扰，或者UE得不到接收增益。

因为不同RNC网元处理业务数据方式和参数的不同，尤其是考虑到网络拥塞造成不同RNC网元接收到的业务数据的延时甚至丢失的可能，要保证属于不同RNC网元下的小区间能同步发送相同的空口信号，需要RNC网元间协调一致来保证。而现有协议技术中，并没有提供在这种情况下的MBMS业务在RNC网元间同步的方法。

所谓MBMS业务的RNC间同步包括两个方面的要求，一方面，不同的RNC收到相同的业务数据，并且，对相同的MBMS业务数据完成完全相同的用户面处理，得到完全相同的处理结果，这就是MBMS业务的内容同步要求。另一方面即时间同步要求，不同的RNC需要指定基站(NodeB)在相同的时刻将业务数据在空口发送相同的业务数据，这就要求不同的RNC对在什么时刻发送相同的MBMS业务数据保持一致。

在现有协议中，没有提供机制来保证上述的两个方面的要求，这就导致，属于不同RNC的小区间不可能实现同步发送相同的MBMS业务。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种多媒体多播广播业务数据同步方法及系统，能够使不同RNC的小区间同步发送相同的MBMS业务。

本发明的上述第一个技术问题这样解决，提供一种多媒体多播广播业务数据同步方法，包括以下步骤：

1.1)利用移动网络中集中用户面处理网元统一处理多媒体多播广播业务数据并设置同步信息，打包发送给移动网络中各分布式网元；

1.2)各分布式网元还原多媒体多播广播业务数据解析并按同步信息指示发送给移动终端。

按照本发明提供的同步方法，所述集中用户面处理网元可以是BMSC，SGSN，GGSN，或者其它新增的网元；所述分布式网元可以是BSC、基站、无线网络控制器Radio Network Controler(简称RNC)，节点B(Node B)，eNodeB、或其它新增网络节点。

按照本发明提供的同步方法，所述集中用户面处理网元与各分布式网元同步到相同的参考时钟源，或者通过二者网元间的节点同步方式使集中用户面处理网元获得各分布式网元当前的参考时间值，所述同步信息是所述包中的发送时间戳；所述多媒体多播广播业务数据加上所述发送时间戳即MBMS同步传输数据包。

按照本发明提供的同步方法，所述发送时间戳是MAC PDU数据的具体发送时间的CFN或SFN值。

按照本发明提供的同步方法，所述集中用户面处理网元与各分布式网元通过配置或者控制面信令过程保持相互通讯协议配置的一致。

按照本发明提供的同步方法，所述通讯协议包括PDCP协议、RLC协议配置和MAC-m协议。

按照本发明提供的同步方法，所述发送是通过核心网的IP连接，所述包是IP包；所述打包包括在MBMS同步传输数据包外加IP头，所述还原包括去IP头得到MBMS同步传输数据包。

按照本发明提供的同步方法，所述多媒体多播广播业务数据是MACPDU格式或FP帧格式。

本发明的上述另一个技术问题这样解决，提供一种多媒体多播广播业务数据同步系统，包括：

集中用户面处理网元，位于移动网络核心网，统一处理多媒体多播广播业务数据并设置同步信息，打包发送给移动网络中各分布式网元；

若干分布式网元，位于移动网络外沿、与移动终端连接，接收还原多媒体多播广播业务数据解析并按同步信息指示发送给移动终端。

按照本发明提供的同步系统，所述集中用户面处理网元可以是BMSC、SGSN、GGSN、或者其它新增的网元。

按照本发明提供的同步系统，所述分布式网元可以是BSC、基站、无线网络控制器Radio Network Controler(简称RNC)、节点B(Node B)、eNodeB、或其它新增网络节点。

本发明提供的一种多媒体多播广播业务数据同步方法及系统，利用集中用户面处理网元和发送时间戳实现各分布式网元多媒体多播广播业务数据的内容同步和时间同步，解决了不同RNC的小区间同步发送相同的MBMS业务的问题，提高了终端MBMS业务的接收增益，避免了不同RNC的小区间MBMS业务信号的同频干扰。

附图说明

下面结合附图和具体实施例进一步对本发明进行详细说明。

图1是本发明所述MBMS业务数据同步系统的网元间协议分布示意图；

图2是本发明MAC PDU格式的MBMS同步传输数据包示意图；

图3是本发明FP帧格式的MBMS同步传输数据包示意图；

图4是本发明BMSC-RNC架构同步系统示意图。

具体实施方式

首先，说明本发明基础：

定义一种集中MBMS业务用户面处理网元Central Process Node，简称CPN；定义一种分布式网元为distributed Process Node，简称DPN，DPN之间需要同步发送MBMS业务

其次，如图1所示，说明本发明方法：

(一)DPN网元2和CPN网元3通过配置或者控制面信令过程保持配置的一致。所述配置包括：PDCP协议配置，RLC协议配置，MAC-m协议配置。

DPN和CPN之间实现时间同步，以提供MBMS业务数据包的发送时间戳。可选的，CPN和DPN同步到相同的参考时钟源，例如GPS。可选的，DPN和CPN间通过二者网元间的节点同步方式，以使CPN获得DPN当前的参考时间值，然后CPN根据各DPN当前的参考时间值确定时延情况。

(二)在CPN网元3实现MBMS业务数据的用户面层处理功能。

所述用户面处理包括RLC层处理功能。CPN根据RLC层配置，对输入的RLC SDU进行分片、串接、填充处理，对每个RLC分片分配RLC序列号，添加并填写RLC协议头。

可选的，所述用户面处理还包括PDCP处理功能。根据配置，在CPN实现MBMS业务数据的PDCP协议层处理，其输出为RLC协议层实体的业务数据单元(SDU)。

所述用户面处理还包括MAC-m部分处理功能。在CPN网元实现MBMS业务数据的MAC层实体处理包括，根据MAC-m配置，对输入的MACSDU，选择合适的传输格式(TF)，添加MAC-m协议头，并根据协议要求和配置，填写MAC-m协议头。

CPN对完成上述用户面处理的MBMS业务数据100，进行传输协议封装，组成MBMS同步传输数据包，通过传输承载发送给DPN。所述的传输协议封装指互联网协议Internet Protocol(简称IP)协议封装。

可选的，MBMS同步传输数据包所封装的数据格式为MAC-m协议的MAC-m PDU，如图2所示。优选的，在一个传输数据包中传输在无线接口同一个TTI内发送的所有MAC PDU。并且，MBMS同步传输数据包还包括：1、该数据包所传输的MAC PDU所使用的传输格式指示(TFI)。2、所承载的MAC PDU的发送时间戳，优选的，所述MAC PDU发送时间戳指定为在空口发送该MAC PDU的连接帧号(CFN)，或者系统帧号(SFN)。

可选的，MBMS同步传输数据包所封装的数据格式为FP帧形式，如图3所示。则一个传输数据包传输一个完整的FP协议帧。

(三)DPN网元2收到MBMS业务传输数据包后，做如下处理：

1、如果该MBMS同步传输数据包为经过IP分片的数据包，则对该数据包和其它IP分片传输数据包进行IP重组处理。完成重组后得到一个完整的IP封装的MBMS同步传输数据包。

2、去除该完整的MBMS同步传输数据包的IP包头，该IP协议封装包头不发送给用户终端1。

3、可选的，MBMS同步传输数据包中的业务数据100为MAC PDU，则做如下处理：a、读取传输数据包中的TFI和发送时间戳信息。b、读取传输数据包中的MAC PDU。c、根据同步信息中指示的发送时间戳，得到发送这些MAC PDU数据的具体发送时间的CFN值，并在下一个CFN值到来之前，提前将需要在同一个TTI内发送的MAC PDU发送到协议定义的下一个协议层处理，同时，将传输数据包中指示的TFI指示指示给下一个协议层。

4、可选的，MBMS同步传输数据包中的业务数据100格式为FP帧。则DPN做如下的处理：a、读取FP帧中的传输块(Transmission Block)。B、读取FP帧中指示的CFN和TFI。C、根据CFN指示的发送时间，在下一个该CFN值指示的时间到来之前，提前将FP帧携带的传输块发送到协议定义的下一个协议层处理。同时，将传输数据数据包指示的TFI指示给下一个协议层。

最后，如图4所示，结合本发明BMSC-RNC架构的具体实现方式进一步说明本发明：

(一)BMSC和RNC之间通过配置保持用户面协议配置的一致，这样需要同步的RNC间的用户面协议配置也将保持一致。

在BMSC引入GPS作为参考时间源。在BMSC维护时间CFN，并通过实现与RNC相同的CFN计算算法以保证BMSC维护的CFN与RNC的CFN保持同步，而在TD-SCDMA系统中，按照协议规定，可以保证该MBMS业务在无线接口中不同小区的无线承载的CFN是同步一致的。

(二)在BMSC实现MBMS业务数据的用户面处理，包括RLC、MAC层处理，可选的，实现PDCP功能，具体的处理包括：

可选的，根据配置，在BMSC实现对MBMS业务数据的PDCP层处理，PDCP对输入的原始MBMS业务数据包完成IP头压缩，其输出为RLC层的输入，也就是RLC SDU。

在BMSC实现的RLC功能包括，对输入的RLC SDU进行缓冲，在预定的处理时刻，根据RLC层协议配置和协议要求，对缓冲的一个或者多个RLC SDU进行RLC分片、串接、填充处理。对每个MBMS业务，BNSC维护一个RLC序列号空间，并对每个RLC分片，根据协议要求分配RLC序列号。RLC处理实体对每个RLC分片添加并添加RLC层协议头。其输出RLC PDU输出到MAC层处理实体，也就是MAC协议的MAC SDU。

在BMSC实现的MAC功能包括，对输入的MAC SDU进行缓冲，并根据配置的MBMS业务速率、传输时间间隔，对缓冲的MAC SDU进行调度处理。MAC层实体对缓冲的MAC SDU，根据配置的传输信道的传输格式集，决定哪些MAC SDU在一个传输间隔内传输，并为之选择合适的传输格式。MAC层实体为每个MAC SDU添加MAC层协议头，并根据协议要求以及配置，填写协议头内容。

BMSC的MAC层实体，根据BMSC维护的当前CFN值，和从BMSC传输到RNC的传输时延，决定一个传输时间间隔TTI内在空中接口发送的数据的发送CFN值。BMSC决定发送CFN值的一种实现方式为，当前发送CFN＝BMSC维护的当前CFN值+预配置的时间提前量。

BMSC对MBMS业务数据进行传输协议封装，一种实现方式为，在一个IP包中，封装在同一个TTI内发送的所有MAC PDU，并以MAC PDU的方式封装，如图2所示，并增加发送时间戳信息，如发送CFN值，以及所封装的MAC PDU集合的传输格式指示。一种实现方式为，将同一个TTI内发送的所有MAC PDU，以FP帧格式的形式封装，将一个FP帧封装为一个IP协议数据包，并在FP帧中携带发送时间戳CFN值，和传输格式指示TFI值。

BMSC发送MBMS同步传输数据包到核心网元。

(三)RNC收到一个传输数据包后，首先进行IP协议层处理，如果该数据包为一个IP分片，则需要和与这个传输数据包的其它IP分片进行IP重组，而得到一个完整的MBMS业务传输数据包。

RNC去掉该完整的传输数据包的IP层协议头，并读取发送时间戳。RNC根据发送时间戳，得到发送该数据包中MBMS数据的CFN值，RNC调度在下一个该CFN值到来之前，发送该数据包所含的数据到下一个协议处理实体，以保证所收到的数据，在指定的CFN在空中接口发送出去。

Claims

1、一种多媒体多播广播业务数据同步方法，其特征在于，包括以下步骤：

1.1)利用移动网络中集中用户面处理网元(3)统一处理多媒体多播广播业务数据(100)并设置同步信息，打包发送给移动网络中各分布式网元；

1.2)各分布式网元(2)还原多媒体多播广播业务数据(100)解析并按同步信息指示发送给移动终端(1)。

2、根据权利要求1所述同步方法，其特征在于，所述集中用户面处理网元(3)是BMSC、GGSN、SGSN、或者新增的网络节点；所述分布式网元(2)是BSC、基站、无线网络控制器，节点B或新增网络节点。

3、根据权利要求1所述同步方法，其特征在于，所述集中用户面处理网元(3)与各分布式网元(2)同步到相同的参考时钟源，或者通过二者网元间的节点同步方式使集中用户面处理网元(3)获得各分布式网元(2)当前的参考时间值，所述同步信息包括所述包中的发送时间戳。

4、根据权利要求1所述同步方法，其特征在于，所述集中用户面处理网元(3)与各分布式网元(2)通过配置或者控制面信令过程保持相互通讯协议配置的一致。

5、根据权利要求4所述同步方法，其特征在于，所述通讯协议包括PDCP协议、RLC协议配置和MAC-m协议。

6、根据权利要求1所述同步方法，其特征在于，所述发送是通过核心网的IP连接，所述包是IP包。

7、根据权利要求1所述同步方法，其特征在于，所述多媒体多播广播业务数据(100)是MAC PDU格式或FP帧格式。

8、一种多媒体多播广播业务数据同步系统，其特征在于，包括：

集中用户面处理网元(3)，位于移动网络核心网，统一处理多媒体多播广播业务数据(100)并设置同步信息，打包发送给移动网络中各分布式网元(2)；

若干分布式网元(2)，位于移动网络外沿、与移动终端连接，接收还原多媒体多播广播业务数据(100)解析并按同步信息指示发送给移动终端(1)。

9、根据权利要求1所述同步系统，其特征在于，所述集中用户面处理网元是BMSC、GGSN、SGSN、或者新增的网络节点。

10、根据权利要求1所述同步系统，其特征在于，所述分布式网元是BSC、基站、无线网络控制器、节点B、eNodeB、或者新增网络节点。