CN101360282B - 组播广播多媒体业务传输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种组播广播多媒体业务传输方法，包括以下步骤：S102，根据组播广播多媒体业务的服务区和用户终端的分布确定需要提供组播广播多媒体业务的小区；S104，判断所述组播广播多媒体业务是否与已有组播广播多媒体业务复用在相同的前向接入信道上，并根据判断结果建立地面传输承载和无线传输承载；以及S106，通过地面传输承载和无线传输承载向需要提供组播广播多媒体业务的小区传输组播广播多媒体业务。本发明能够在有效节约RNC和基站间的传输资源的同时，更合理地利用功率资源，提高系统性能。

Description

组播广播多媒体业务传输方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体地涉及一种组播广播多媒体业务传输方法。

背景技术

组播广播多媒体业务(Multicast/Multicast Multimedia Service，简称MBMS)是3GPP提出的一种在移动网络中由一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务。通过MBMS，多个用户可以同时收到相同的业务，如天气预报、新闻、广告、资讯等。MBMS的提出可以实现移动核心网和接入网的资源共享，达到提高网络资源的利用率，尤其是宝贵的空口资源的利用率的目的。

MBMS业务的传输模式有点到点(Point-to-point transmission，简称PTP)和点到多点(Point-to-multipoint transmission，简称PTM)两种。PTP采用与传统的点对点分组业务完全相同的协议结构和流程在网络和单个用户设备(User Equipment，简称UE)之间传送一些MBMS特定的用户/控制面信息。PTM用来在网络和多个UE之间传送一些MBMS特定的用户/控制面信息，使用下行公共传输信道前向接入信道(Forward Access Channel，简称FACH)进行传输，并进一步映射到辅助公共控制物理信道(Secondary Common ControlPhysical Channel，简称SCCPCH)。对于PTM方式，考虑到相同基站下的不同小区有可能传输相同的MBMS业务，此情况下没有必要在无线网络控制器(Radio Network Controller，简称RNC)与基站之间为每个小区的相关FACH信道建立单独的MBMS地面传输承载并且在每个用于该MBMS业务的地面传输承载上重复发送内容完全一致的MBMS业务数据。为达到上述PTM方式下共享Iub口(RNC和基站之间的接口)传输资源的目的，3GPP在Iub口的控制面协议基站应用部分(Node B Application Part，简称NBAP)中的公共传输信道建立请求消息中为FACH信道引入了广播参考信元(Broadcast Reference IE)，用于在RNC内唯一标识所请求的FACH信道的用途(例如，用于标识一个特定的MBMS会话)。并在公共传输信道建立响应消息中引入了广播公共传输承载指示信元(Broadcast Common Transport Bearer Indication IE)，基站通过该信元向RNC指示该FACH信道可以使用已经存在的地面传输承载而不需要新建地面传输承载。该做法的确在一定程度可以起到减少Iub口传输资源的目的。

但是，结合目前的3GPP的用于MBMS的FACH成帧协议(Framing Protocol，简称FP)的设计来看，该帧结构的一个主要缺陷是，虽然同一基站下发送相同MBMS内容的小区有可能共享一个MBMS的FP承载，但是是有前提的，即这些小区的发送功率水平(Transmit Power Level，以下简称为TPL)取值必须相同(TransmitPower Level指的是当前传输时间间隔内相应传输信道的发射功率水平，FP帧中所指示的值表示相对于为用于该传输信道的物理信道配置的最大功率的负偏置)。而传输相同MBMS业务的不同小区的FACH信道的TPL完全是有可能不同的而且对于不同的传输时间间隔其取值可能动态改变，例如相同基站下的小区1中接收某MBMS业务的UE离基站都较近，此时可以通过设置较大的TPL达到节约功率的目的；而小区2中接收该MBMS业务的UE有的离基站较远，可以设置较小的TPL以满足小区边缘的用户的接收性能。因此，当为相同基站下的不同小区传输相同MBMS业务数据时，要么为了实现有效的功率控制仍然需要建立多个Iub口传输资源；要么只建立一个Iub口传输资源，并强迫各小区使用相同的TPL取值而牺牲功率控制的有效性。

在相关专利中，给出了重新设计的帧结构，但是该帧结构下虽然同一基站下发送相同MBMS内容的小区有可能共享一个MBMS的传输承载，但是其前提仍然是共享传输承载的各小区的TPL的取值必须相同。而且，该帧结构中的小区信息域用于定位各小区中承载相应MBMS的相应传输信道，控制面的广播参考信元和广播公共传输承载指示信元的信息是冗余的。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种组播广播多媒体业务传输方法。

根据本发明的组播广播多媒体业务传输方法，包括以下步骤：S102，根据组播广播多媒体业务的服务区和用户终端的分布确定需要提供组播广播多媒体业务的小区；S104，判断所述组播广播多媒体业务是否与已有组播广播多媒体业务复用在相同的前向接入信道上，并根据判断结果建立地面传输承载和无线传输承载；以及S106，通过地面传输承载和无线传输承载向需要提供组播广播多媒体业务的小区传输组播广播多媒体业务。

其中，步骤S104包括以下步骤：S1042，无线网络控制器判断所述组播广播多媒体业务是否与已有组播广播多媒体业务复用在相同的前向接入信道上；S1044，如果是，则利用已有组播广播多媒体业务的地面传输承载和无线传输承载向需要提供组播广播多媒体业务的小区传输组播广播多媒体业务，否则进行步骤S1046；S1046，无线网络控制器为需要提供组播广播多媒体业务的小区(下称为“所述小区”)新建无线传输承载以及新建地面传输承载或共享已有的地面传输承载。

其中，步骤S1046包括以下步骤：S1046-2，无线网络控制器通过控制面消息向所述小区所属的基站(下称为“所述基站”)发送建立无线传输承载所需的参数，并同时向所述基站查询所述小区在其中是否存在可共享的地面传输承载；以及S1046-4，所述基站根据控制面消息建立无线传输承载，并在存在且所述基站决定让所述小区利用的可共享的地面传输承载的情况下，通过控制面消息向无线网络控制器携带所述小区可共享的地面传输承载的公共传输信道的信息，否则为所述小区与无线网络控制器之间新建地面传输承载。

其中，步骤S106包括以下步骤：S1062，无线网络控制器组装用于所述组播广播多媒体业务的数据帧，并将所述小区的发送功率水平的相关信息和所述组播广播多媒体业务的数据写入数据帧发送至所述基站；S1064，所述基站根据发射功率水平的相关信息将所述组播广播多媒体业务的数据和发射功率水平的取值分发给所述小区；以及S1066，所述小区通过新建的无线传输承载，利用发射功率水平的取值发射组播广播多媒体业务。

其中，无线网络控制器向所述基站查询所述基站和所述小区之间是否存在可共享的无线传输承载的过程包括以下步骤：无线网络控制器向所述基站发送公共传输信道建立请求消息；所述基站根据公共传输信道建立请求消息包含的内容向无线网络控制器返回相应的公共传输信道建立请求响应消息。

其中，如果在公共传输信道建立请求消息中包含与可共享的地面传输承载的前向接入信道取值相同的广播参考、到达时间窗起点、以及到达时间窗终点且基站决定使用可共享的地面传输承载，则所述基站向无线网络控制器返回的公共传输信道建立响应消息中包含用于指示使用可共享的地面传输承载的信息；否则为所述小区与无线网络控制器之间新建地面传输承载，且在返回的响应消息不包含可共享的地面传输承载的信息。

其中，无线网络控制器通过增强的前向接入信道成帧协议帧结构来组装用于所述组播广播多媒体业务的数据帧。增强的前向接入信道成帧协议帧结构的帧头域包括以下字段：头循环冗余校验和、帧类型、连接帧号、传输格式指示、空闲比特、发射功率水平。增强的前向接入信道成帧协议帧结构的有效载荷域包括以下字段：传输块、使用扩展发射功率水平的小区数、扩展的发射功率水平信息、有效载荷域循环冗余值、空闲扩展位，其中，扩展发射功率水平的小区数和扩展的发射功率水平信息是对协议中原有帧结构的扩展，扩展发射功率水平的小区数表示发射功率水平与帧头域中包含的发射功率水平有不同取值的小区的个数，并且当使用扩展发射功率水平的小区数不为0时，需要在数据帧中包含扩展的发射功率水平信息，否则不需要包含该信息。

综上所述，本发明通过合理的帧结构，使得对于同一个基站下发送相同MBMS内容的多个小区，只需要利用一个MBMS的地面传输承载进行发送，同时RNC能够对各小区的FACH信道上的发送功率水平的取值进行分别控制，从而在有效节约了RNC和基站间的传输资源的同时能够更合理地利用功率资源，提高系统性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1A至图1C是根据本发明实施例的组播广播多媒体业务传输方法及步骤的流程图；

图2是根据本发明实施例的MBMS FP帧结构的示意图；以及

图3是使用图2所示的帧结构组装的数据帧的示意图。

具体实施方式

下面参考附图，详细说明本发明的具体实施方式。

参考图1A，说明根据本发明实施例的组播广播多媒体业务传输方法。如图1A所示，该方法包括以下步骤：

S102，当一个新的MBMS业务到达RNC后，RNC根据该MBMS业务的服务区和接收该MBMS业务的UE分布，确定提供该MBMS业务的小区。

S104，为该MBMS业务建立无线传输承载以及新建地面传输承载或共享已有的地面传输承载。具体地，该步骤包括以下子步骤(如图1B所示)：

S1042，RNC判决该MBMS业务是否与已经存在的MBMS业务复用在相同的FACH信道上。

S1044，如果是，则直接利用已有的无线传输承载和地面传输承载来传输MBMS业务，否则进行步骤S1046。

S1046，RNC为各相关小区新建无线传输承载以及新建地面传输承载或共享已有的地面承载。具体地，步骤S1046包括以下子步骤：

S1046-2，利用控制面消息向相关小区发送建立无线承载所需的参数，并同时向相关小区所属的基站查询相关小区在基站中是否存在可共享的地面传输承载。具体地，RNC针对每个相关小区使用公共传输信道建立请求消息在各相关小区建立用于传输该MBMS业务的前向接入信道(Forward Access Channel，简称FACH)的无线传输承载，并使用一个广播参考在RNC内唯一标识为该MBMS业务所请求的FACH信道的用途。

S1046-4，基站收到上述消息后，根据消息内容建立无线承载并判断是否存在且基站决定让相关小区利用的可共享的地面传输承载，如果存在，则通过控制面消息向无线网络控制器返回的响应消息中携带相关小区可共享的地面传输的公共传输信道的信息而无需新建地面传输承载，否则为相关小区与无线网络控制器之间新建地面传输承载，且在返回的响应消息中不携带上述信息。

具体地，基站根据下面的方法设置返回的公共传输信道建立请求响应消息的内容：如果公共传输信道建立请求消息中包含了广播参考，且基站中存在与该消息中的广播参考、到达时间窗起点(Timeof Arrival Window Startpoint，简称ToAWS)、到达时间窗终点(Timeof Arrival Window Endpoint，简称ToAWE)的取值均相同的已建立的FACH信道，且基站决定让此新建立的公共传输信道共享上述已建立的FACH信道的地面传输资源，则在返回的公共传输信道建立请求响应消息中通过包含的广播公共传输承载指示信元通知RNC共享该基站下由公共传输信道标识信元和小区标识信元标识的已有FACH信道的地面传输承载而无需新建一条地面传输承载；否则基站为该FACH信道新建一条地面传输承载，并在公共传输信道建立请求响应消息中不包含广播公共传输承载指示信元。RNC收到公共传输信道建立请求响应消息，如果其中未包含广播公共传输承载指示信元，则RNC从该消息中获取为该FACH信道新建的地面传输承载的信息；否则该FACH信道与广播公共传输承载指示信元中标识的传输信道共享地面传输承载。

S106，利用建立好的地面传输承载和无线传输承载为MBMS业务传输数据。具体地，该步骤包括下列子步骤(如图1C所示)：

S1062，RNC使用增强FACH成帧协议(Framing Protocol，简称FP)帧结构为该MBMS业务组装Iub口数据帧，如果发生传输承载共享的小区使用的TPL取值不同，则将各TPL取值及其相关小区的信息以及该数据帧中有多个TPL取值的信息填写在数据帧中，否则将一个TPL取值以及该数据帧中只有一个TPL取值的信息填写在数据帧中。RNC使用已经建立的地面传输承载向基站发送MBMS数据帧。

S1064，基站从地面传输承载上收到数据帧，如果其中指示有多个TPL取值，则根据其中携带的各TPL取值及其相关小区的信息分发MBMS业务数据和TPL取值到相关小区上；否则将该数据帧中的MBMS业务数据和唯一的TPL取值发送到该传输承载相关的小区上。

S1066，相关小区通过各自的MBMS无线传输承载，并使用各自的功率信息向空口发射MBMS业务数据。

参考图2，说明根据本发明实施例的MBMS FP帧结构。如图2所示，该帧结构包含帧头域和有效载荷域两个域。

其中，帧头域包含下列字段：

头循环冗余检验和(Header Cyclic Redundancy Checksum，简称Header CRC)，其是对该帧头域的所有比特进行循环冗余算法后得到的计算值，用于对该帧头域进行循环冗余校验。

帧类型(Frame Type，FT)，用于指示该帧是一个数据帧还是一个控制帧。

连接帧号(Connection Frame Number，简称CFN)，用于指示该有效载荷域对应的无线帧在空口的具体发送时刻。

传输格式指示(Transport Format Indicator，简称TFI)，其是传输时间间隔中传送的传输格式的本地号，用于标明有效载荷域中有效载荷的具体传输格式，具体包括传输块长度和传输块集合大小。

空闲比特(Spare)，没有任何实际意义，仅仅用于字对齐。

发射功率水平(Transmit Power Level，简称TPL)，用于指示在本传输时间间隔中的发射功率水平。

其中，有效载荷域包含下列字段：

传输块(Transport Block，简称TB)，用于存储将要在空口发送的MBMS数据块。数据块的传输格式由帧头域中的TFI确定，包括传输块长度和传输块集合大小。例如，在一帧中，数据分为几个传输块进行传输。在每一个传输块的尾部，还可能存在数个拼凑比特(Pad)，以便字对齐。

使用扩展发射功率水平的小区数(Cell Number of UsingExtended Transmit Power Level，简称CNUETPL)，用于指示使用不同于帧头域中的发射功率水平的取值的小区数目。

扩展的发射功率水平信息(Extended Transmit Power LevelInformation，简称ETPLI)，当使用扩展发射功率水平的小区数大于0个时，通过该字段依次给出使用扩展的发射功率水平的各小区的信息及其扩展发射功率水平，否则无需该字段。

有效载荷域循环冗余值(Payload CRC)，也就是对该有效载荷域的所有比特进行循环冗余算法后得到的计算值，用于对该有效载荷域进行循环冗余校验。

空闲扩展位(Spare Extension)，始终挨着并位于Payload CRC之前，是协议预留的空闲不用的位置，或被扩展的发射功率水平信息(Extended Transmit Power Level Information)占用后剩下的空闲不用的位置，空闲扩展位(Spare Extension)可以放置新增加的信元，用于保证后向兼容。

上述有效载荷域中的扩展的发射功率水平信息用于在该MBMS数据帧需要发往的小区使用的TPL取值不同于帧头域中的TPL的取值时，依次给出这些小区的小区信息和扩展发射功率水平取值；而未在扩展的发射功率水平信息中出现且使用了该承载的小区仍然采用帧头域中的TPL取值。其中，扩展发射功率水平的取值范围和格式与帧头中的发射功率水平相同。小区信息的格式为小区识别号(Cell identifier，简称C-ID)，用于对小区进行标识，在一个RNC中可唯一标识一个小区。

参考图3，说明使用图2所示的帧结构组装的数据段。设定以下场景：某个基站下的小区识别号分别为1、3、4和5的四个小区需要发送相同的MBMS PTM业务，使用的发射功率水平分别为0dB、2dB、0dB、和3dB。针对该MBMS业务，RNC和基站间只需要建立一个FP承载，然后使用FP帧结构携带MBMS业务数据以及相关小区的小区信息和发射功率水平。关于MBMS FP帧结构的组织，以一个FP的成帧过程为例进行说明。

其中，在帧头域中组帧的过程包括以下步骤：在第1字节FT域指示为数据帧；在第2字节填写该FP帧的CFN，假设为120；在第3字节的TFI域填写有效载荷的传输格式指示，假设为3；在第4字节填写小区1和3的发射功率水平，为0dB；对帧头域的所有比特进行循环冗余计算得到循环冗余值，填写到第1字节的Header CRC域，帧头域组帧结束。

其中，有效载荷域中组帧的过程包括以下步骤：从第1字节开始，根据帧头域中TFI指示的传输块长度和传输块块数填写MBMS数据，在每一个传输块的尾部，根据需要填写数个拼凑比特(Pad)，本实施例中的传输块数目为2；传输块填写完成后，在接下来的一个字节中填写使用扩展发射功率水平的小区数，本实施例中使用扩展发射功率水平的小区数等于2；在接下来的字节中填写扩展的发射功率水平信息，依次给出使用扩展发射功率水平的各小区的小区标识/扩展发射功率水平，本实施例中分别为3/2dB和5/3dB，其中一个小区标识占用2字节，一个扩展发射功率水平占用1字节；扩展的发射功率水平信息填写完成后，在接下来的字节中填写空闲扩展位，本实施例中空闲不用，占用1字节；对有效载荷域的所有比特进行循环冗余计算得到循环冗余值，填写到Payload CRC域中，有效载荷域组帧结束。

采用本发明，与现有技术相比，可以实现以下效果：

1)增加了功率控制的灵活性和实时性。在现有实现中，当同一基站下传输相同MBMS业务数据的小区使用相同FP传输承载时，各小区的传输信道必须使用数据帧中携带的唯一的TPL取值。而采用本发明后，每个共享相同FP承载的小区在共享相同MBMS业务数据内容的同时可以由RNC对各小区分别进行功率控制，极大地增加了功率控制的灵活性和实时性。

2)减少了用于MBMS的FP承载资源。在现有实现中，当传输相同MBMS业务数据的小区的传输信道的TPL及其随时间的变化规律不同时，无法共享FP传输承载，而需要为每一个具有相同TPL取值及其变化规律的传输信道建立一个用于MBMS的FP承载。而采用本发明后，即使传输相同MBMS业务数据的小区的传输信道的TPL不同时，基站也只需要建立一个用于MBMS的FP承载，极大地减少了需要用于MBMS的FP承载资源。

3)减少了MBMS内容冗余发送。在现有实现中，当传输相同MBMS业务数据的小区的传输信道的TPL取值及其变化规律不同时，需要为每一个具有相同TPL取值及其变化规律的传输信道建立一个用于MBMS的FP承载并在其上重复发送MBMS内容，直接导致数据流量大。而采用本发明后，无须冗余发送，极大地减少了MBMS数据流量。

以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (7)

1.一种组播广播多媒体业务传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

S102，根据组播广播多媒体业务的服务区和用户终端的分布确定需要提供所述组播广播多媒体业务的小区；

S104，判断所述组播广播多媒体业务是否与已有组播广播多媒体业务复用在相同的前向接入信道上，并根据判断结果建立地面传输承载和无线传输承载，所述步骤S104包括以下步骤：S1042，无线网络控制器判断所述组播广播多媒体业务是否与所述已有组播广播多媒体业务复用在相同的前向接入信道上；S1044，如果是，则利用所述已有组播广播多媒体业务的地面传输承载和无线传输承载向所述小区传输所述组播广播多媒体业务，否则进行步骤S1046；S1046，所述无线网络控制器为所述小区新建无线传输承载以及新建地面传输承载或共享已有的地面传输承载，其中，所述步骤S1046包括以下步骤：S1046-2，所述无线网络控制器通过控制面消息向所述小区所属的基站发送建立无线传输承载所需的参数，并同时向所述基站查询所述小区在所述基站中是否存在可共享的地面传输承载；S1046-4，所述基站根据所述控制面消息为所述小区建立无线传输承载，并在存在且所述基站决定让所述小区利用的可共享的地面传输承载的情况下，通过所述控制面消息向所述无线网络控制器返回所述小区可共享的地面传输承载的公共传输信道的信息，否则为所述小区与所述无线网络控制器之间新建地面传输承载；以及

S106，通过所述地面传输承载和所述无线传输承载向所述小区传输所述组播广播多媒体业务。

2.根据权利要求1所述的组播广播多媒体业务传输方法，其特征在于，所述步骤S106包括以下步骤：

S1062，所述无线网络控制器组装用于所述组播广播多媒体业务的数据帧，并将所述小区的发送功率水平的相关信息和所述组播广播多媒体业务的数据写入所述数据帧发送至所述基站；

S1064，所述基站根据所述发射功率水平的相关信息将所述组播广播多媒体业务的数据和所述发射功率水平的取值分发给所述小区；以及

S1066，所述小区通过新建的无线传输承载，利用所述发射功率水平的取值发射所述组播广播多媒体业务。

3.根据权利要求1或2所述的组播广播多媒体业务传输方法，其特征在于，所述无线网络控制器向所述基站查询所述无线网络控制器和所述基站之间是否存在可共享的地面传输承载的过程包括以下步骤：

所述无线网络控制器向所述基站发送公共传输信道建立请求消息；

所述基站根据所述公共传输信道建立请求消息包含的内容向所述无线网络控制器返回相应的公共传输信道建立请求响应消息。

4.根据权利要求3所述的组播广播多媒体业务传输方法，其特征在于，在所述公共传输信道建立请求消息中包含与所述可共享的地面传输承载的前向接入信道取值相同的广播参考、到达时间窗起点、以及到达时间窗终点且所述基站决定使用所述可共享的地面传输承载的情况下，所述基站向所述无线网络控制器返回的公共传输信道建立响应消息中包含用于指示使用所述可共享的地面传输承载的信息；否则所述基站为所述小区新建与所述无线网络控制器之间的地面传输承载，且在返回的公共传输信道建立响应消息中不包含所述可共享的地面传输承载的信息。

5.根据权利要求4所述的组播广播多媒体业务传输方法，其特征在于，所述无线网络控制器通过增强的前向接入信道成帧协议帧结构来组装用于所述组播广播多媒体业务的数据帧。

6.根据权利要求5所述的组播广播多媒体业务传输方法，其特征在于，所述增强的前向接入信道成帧协议帧结构的帧头域包括以下字段：头循环冗余校验和、帧类型、连接帧号、传输格式指示、空闲比特、发射功率水平。

7.根据权利要求6所述的组播广播多媒体业务传输方法，其特征在于，所述增强的前向接入信道成帧协议帧结构的有效载荷域包括以下字段：传输块、使用扩展发射功率水平的小区数、有效载荷域循环冗余值、空闲扩展位，并且当使用扩展发射功率水平的小区数不为0时，包含扩展的发射功率水平信息。

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