一种多媒体广播组播业务的实现方法
技术领域
本发明涉及一种多媒体广播组播业务的实现方法,尤其涉及下一代移动通信网络LTE/SAE(Long Term Evolution/System Architecture Evolution,长期演进/系统架构演进)下的多媒体广播组播业务的实现方法。
背景技术
为了有效地利用移动通讯网络资源,各移动通信厂商正在大力开展多媒体广播/组播业务(Multimedia Broadcast/Multicast Service,简称MBMS)的研发工作。MBMS不仅能实现纯文本低速率的消息类组播和广播,而且还能实现高速多媒体业务的组播和广播。
MBMS在移动网络中提供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,提高网络资源的利用率,尤其是空中接口资源的利用率。
同时,网络架构扁平化的发展趋势以及多种高速宽带可移动接入方式的出现也促使移动通信网络提出了LTE/SAE的下一代网络架构理念,包括使得演进的移动通信系统能够提供更高的传输速率,更短的传输延时,更低的成本,同时支持3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴计划)内部接入系统之间的移动性,以及3GPP接入系统和非3GPP接入系统之间的移动性等。
为了适应未来移动通信的发展,3GPP提出在SAE/LTE架构上实现MBMS,特别是运营商在建网初期就需要支持紧急业务,而紧急业务实际上就是一种MBMS业务。
基于SAE/LTE系统的MBMS与基于WCDMA(Wide Code DivisionMultiple Access,宽带码分多址)系统的MBMS相比有很大的区别。在WCDMA系统中,MBMS业务必须使用RNC(Radio Network Controller,无线网络控制器),这是因为MBMS做为一种点对多点的业务,要求下游NodeB(节点B)进行同步,以满足用户在接收来自多个Node B/小区的相同的MBMS业务时,可以进行物理层的数据合并,以便提高MBMS业务的接收效果。同时,RNC还兼有资源调度功能,可实现多个MBMS业务在RNC,以及下属Node B的业务数据传输,进行合理的资源分配和调度,实现无线资源的优化。
而对于基于SAE/LTE架构的MBMS来说,同样需要类似上述RNC的实体来实现节点同步、资源协调等功能。为此,3GPP提出在SAE/LTE架构中引入MBMS-GW(MBMS-Gateway,多媒体广播组播业务网关)逻辑实体,这个实体作为BM-SC(Broadcast and Multicast Service Center,广播组播业务中心)和eNB(演进型节点B)之间的一个节点,是网络的接入网关,负责处理用户数据相关的报文和会话相关的信令,不涉及无线网络参数,同时还可以实现其自身与eNB之间的同步。BM-SC与内容服务商/组播广播源(Content Provider/Multicast Broadcast Source)相连接,完成数据的汇聚。另外,还引入MCE(MBMS Coordination Entity,多媒体广播组播业务协调实体),实现eNB的无线资源协调功能。
具体地说,在LTE MBMS中MCE的引入与MBSFN(MBMS SingleFrequency Network,MBMS单一频率网络)概念相关:
MBSFN同步区:一个MBSFN同步区内的所有基站能够进行同步,并执行MBSFN传输。MBSFN同步区支持一个或多个MBSFN区。在一个给定的频率层上,一个基站仅属于一个MBSFN同步区。MBSFN同步区与MBMS业务区无关。
MBSFN传输:同时从多个小区传输相同的波形/信号。在MBSFN区上进行的MBSFN传输可以被用户看作为来自同一个源的传输。
MBSFN区:一个MBSFN区包含MBSFN同步区内的一组小区,这些小区可以进行MBSFN传输。MBSFN同步区内的一个小区可以是多个MBSFN区的一部分。
这些概念的引入使得在SAE/LTE中的MBMS业务传输可以分为两类:一类是MBSFN传输,另一类为非MBSFN传输。对于MBSFN传输,其对应的MBSFN区实际上是一个可以根据用户的位置和数量,调整大小的区域,它可以是静态的,也可以是动态的,可根据业务的属性加以设置。对于某个MBMS业务,MCE需要为其分配合适的资源,包括频率,时隙等;并为其构建合适的MBSFN,进行MBSFN传输。对于多个MBMS业务,MCE需要协调其对应的多个MBSFN传输,包括MBSFN区域大小,无线资源的使用等,以便能够合理的,高效的使用资源。
为了在LTE/SAE系统中实现MBMS业务,各个厂商和运营商提出了不同的实现架构。现有的两种实现架构为:
架构一:如图1所示的由NSN(Nokia Siemens Network,诺基亚西门子网络)提出的Lightweight(轻型)架构;采用这种实现架构的MBMS系统可以省去MCE,不需要MCE所带来的复杂的资源协调功能,通过后台网管(O&M,Operating and Maintenance system)为每个MBMS业务静态分配无线资源。在建网初期,这种架构能够满足运营商的基本要求,可以提供MBMS业务,支持紧急业务。这种方案的缺点是由于没有MCE,因此为后期MBMS业务无线资源的动态配置带来了很大困难。
架构二:如图2所示的Ericsson(爱立信)提出的LTE MBMS架构;采用这种实现架构的MBMS系统增加了MCE,可以提供MBMS无线资源协调功能,动态配置无线资源。对于无线资源比较有限,且又需要在网络中提供多个MBMS业务的情况,这种架构能够比较好的满足需求。但是这种架构增加了系统的成本,在建网初期就必须配备足够的MCE。
上述两种架构对应着不同的实现方法(即各网元间的交互协议)。其中,在会话启动时由于需要为MBMS业务分配资源,因此以上两种架构对应了完全不同的会话启动流程。两种启动流程和对应的释放资源的停止流程互不兼容,为后期的网络升级和不同架构下的MBMS业务融合带来了很大的障碍。
发明内容
本发明所要解决的问题是,克服现有技术中基于LTE/SAE的多媒体广播组播业务的实现方法的不足,提出一种同时适用于不包含MCE的MBMS系统和包含MCE的MBMS系统的MBMS业务的实现方法。
为了解决上述问题,本发明提供一种多媒体广播组播业务的实现方法,其特征在于,在多媒体广播组播业务会话启动时,由广播组播业务中心或多媒体广播组播业务网关选择资源配置方式,若选定的资源配置方式为动态配置方式,则使用由多媒体广播组播业务协调实体为该多媒体广播组播业务分配的无线资源接收多媒体广播组播业务数据;若选定的资源配置方式为静态配置方式,则使用为该多媒体广播组播业务预留的无线资源接收多媒体广播组播业务数据。
此外,若由广播组播业务中心选择资源配置方式,则广播组播业务中心将设定的资源配置方式参数通过所述多媒体广播组播业务会话的多媒体广播组播业务会话开始消息发送给多媒体广播组播业务网关,多媒体广播组播业务网关根据该参数判断资源配置方式;若由多媒体广播组播业务网关选择资源配置方式,则多媒体广播组播业务网关对所述多媒体广播组播业务会话的多媒体广播组播业务会话开始消息中包含的多媒体广播组播业务的业务区信息进行判断,如果该多媒体广播组播业务的业务区中包含的小区数超过设定的阈值,则设定资源配置方式为静态配置方式,否则设定资源配置方式为动态配置方式。
此外,在所述多媒体广播组播业务会话启动时,该方法包含如下步骤:
A:广播组播业务中心向多媒体广播组播业务网关发送多媒体广播组播业务会话开始消息,该消息中包含多媒体广播组播业务的业务标识符;
B:多媒体广播组播业务网关为该多媒体广播组播业务分配IP组播地址;
C:多媒体广播组播业务网关对资源配置方式进行判断,若为动态配置方式,则执行下一步;否则跳转至步骤F;
D:多媒体广播组播业务网关将上述多媒体广播组播业务会话开始消息发送给多媒体广播组播业务协调实体;
E:多媒体广播组播业务协调实体对该多媒体广播组播业务会话的无线资源进行动态分配;分配完成后向多媒体广播组播业务网关发送资源分配结束通知消息;
F:多媒体广播组播业务网关将多媒体广播组播业务会话开始消息和该业务相应的IP组播地址发送给演进型节点B,并建立用户面IP组播组;
G:演进型节点B根据上述IP组播地址加入该用户面IP组播组,并使用由多媒体广播组播业务协调实体为该多媒体广播组播业务分配的无线资源或为该多媒体广播组播业务预留的无线资源接收多媒体广播组播业务数据。
此外,所述步骤E中的资源分配结束通知消息中包含多媒体广播组播业务协调实体为该多媒体广播组播业务动态分配的无线资源信息;在所述步骤F中,多媒体广播组播业务网关将该无线资源信息与所述多媒体广播组播业务会话开始消息一起发送给演进型节点B;在所述步骤G中,若演进型节点B接收到上述无线资源信息,则使用相应的无线资源接收多媒体广播组播业务数据。
此外,所述步骤E和F之间还包含如下步骤:
E1:多媒体广播组播业务协调实体向演进型节点B发送资源分配通知消息,该消息中包含为该多媒体广播组播业务分配的无线资源信息;
在所述步骤G中,若演进型节点B接收到上述资源分配通知消息,则使用相应的无线资源接收多媒体广播组播业务数据。
此外,在所述步骤G中,所述多媒体广播组播业务预留的无线资源由后台网管为多媒体广播组播业务静态配置,演进型节点B向后台网管发送包含多媒体广播组播业务的业务标识符的消息获取相应的无线资源信息,或根据多媒体广播组播业务的业务标识符查询保存的无线资源与多媒体广播组播业务的业务标识符映射表获取相应的无线资源信息。
此外,在所述多媒体广播组播业务会话停止时,该方法包含如下步骤:
H:广播组播业务中心向多媒体广播组播业务网关发送多媒体广播组播业务会话停止消息,该消息中包含多媒体广播组播业务的业务标识符;
I:多媒体广播组播业务网关对上述多媒体广播组播业务的业务标识符对应的多媒体广播组播业务会话的资源配置方式进行判断,若为动态配置方式,则执行下一步;否则跳转至步骤L;
J:多媒体广播组播业务网关将接收到的多媒体广播组播业务会话停止消息发送给多媒体广播组播业务协调实体;
K:多媒体广播组播业务协调实体释放该多媒体广播组播业务对应的无线资源;
L:多媒体广播组播业务网关退出该多媒体广播组播业务对应的IP组播组,释放相应用户面资源,并向演进型节点B发送多媒体广播组播业务会话停止消息;
M:演进型节点B退出该多媒体广播组播业务对应的IP组播组,并释放相应无线资源。
此外,所述多媒体广播组播业务会话开始消息中还包含多媒体广播组播业务承载业务类型,多媒体广播组播业务会话属性,以及可选的多媒体广播组播业务的会话标识符;所述多媒体广播组播业务会话属性包含:多媒体广播组播业务的业务区信息,服务质量参数;所述多媒体广播组播业务的业务区信息包含多媒体广播组播业务的业务区大小和多媒体广播组播业务的业务区位置。
此外,所述无线资源包含:频率,时隙,多媒体广播组播业务单一频率网络区。
此外,所述用户面资源包含IP组播组资源。
由上可知,本发明通过在MBMS业务启动时由BM-SC或MBMS-GW选择资源配置方式,根据选定的资源配置方式使用MCE动态配置的无线资源或使用静态配置的无线资源启动该MBMS业务。采用本发明的MBMS业务实现方法可适用于设置有MCE和未设置MCE或MCE负载过大的MBMS系统中,使得MBMS业务的资源配置方式更灵活。
附图说明
图1为NSN提出的Lightweight架构的MBMS系统结构示意图;
图2为Ericsson提出的LTE MBMS架构的MBMS系统结构示意图;
图3是本发明多媒体广播组播业务的实现方法中MBMS业务会话的启动流程图;
图4是本发明多媒体广播组播业务的实现方法中MBMS业务会话的停止流程图。
具体实施方式
本发明的MBMS业务实现方法重点在于采用更加灵活的资源配置方式对每一个MBMS业务会话进行无线资源的配置;而资源配置主要涉及MBMS业务会话的启动和停止流程,即在会话启动时对资源的配置方式进行选择,使用选定的资源配置方式为该会话进行无线资源配置;在该会话结束时采用与该会话的资源配置方式对应的资源释放方法释放无线资源。
下面将结合附图和实施例对本发明进行详细描述。
MBMS业务启动流程:
图3是本发明多媒体广播组播业务的实现方法中MBMS业务会话的启动流程图。如图3所示,MBMS业务会话的启动流程包含如下步骤:
101:BM-SC向MBMS-GW发送MBMS业务会话开始消息;该消息中包含:资源配置方式指示参数,MBMS业务ID(标识符),MBMS承载业务类型,MBMS会话属性,以及可选的MBMS会话ID;
上述MBMS会话属性包含:MBMS业务区信息,Qos(服务质量)参数等。其中,MBMS业务区信息包含MBMS业务区大小和MBMS业务区位置。
上述资源配置方式指示参数可由后台网管进行设置。
102:MBMS-GW接收到上述MBMS业务会话开始消息后,保存该消息中所包含的信息,并为该MBMS业务分配一个IP组播地址(不同的MBMS业务会话对应于不同的IP组播地址);
103:MBMS-GW对上述MBMS业务会话开始消息中包含的资源配置方式指示参数进行判断,如果该资源配置方式指示参数为动态配置方式,则执行下一步;否则,跳转至步骤107;
104:MBMS-GW将上述MBMS业务会话开始消息发送给MCE;
105:MCE接收到MBMS业务会话开始消息后,根据当前已存在的MBMS业务的无线资源使用情况,对该MBMS业务会话的无线资源进行动态分配;
无线资源分配包含:频率,时隙等参数的确定,MBSFN区的大小,MBSFN区位置的确定等。
106:MCE向MBMS-GW发送资源分配结束通知消息;并向eNB发送资源分配通知消息,该消息中包含为其分配的无线资源信息;
107:MBMS-GW将MBMS业务会话开始消息和该业务相应的IP组播地址发送给eNB,并根据MBMS业务会话开始消息建立用户面IP组播组;
108:eNB接收到MBMS业务会话开始消息后,根据上述与该业务对应的IP组播地址,加入该业务用户面的IP组播组,并用MCE动态分配的无线资源,或者静态分配(预留)的无线资源接收MBMS业务数据;
若eNB接收到MCE发送的资源分配通知消息,则使用相应的动态分配的无线资源接收MBMS业务数据,否则使用预留的无线资源接收MBMS业务数据。
其中,上述预留的无线资源由后台网管为MBMS业务静态配置。eNB可以在接收到MBMS业务会话开始消息后发送包含MBMS业务ID的消息给后台网管,以获取相应的无线资源信息;或者保存由后台网管配置并发送的无线资源与MBMS业务ID映射表,根据MBMS业务ID来查询为该MBMS业务静态分配的无线资源。
MBMS业务停止流程:
图4是本发明多媒体广播组播业务的实现方法中MBMS业务会话的停止流程图。如图4所示,MBMS业务会话的停止流程包含如下步骤:
201:BM-SC向MBMS-GW发送MBMS业务会话停止消息,该消息中包含MBMS业务ID以及资源配置方式指示参数;
202:MBMS-GW接收到MBMS业务会话停止消息后,对该消息中包含的资源配置方式指示参数进行判断:如果为动态配置方式,则执行下一步;否则跳转至步骤206;
203:MBMS-GW将接收到的MBMS业务会话停止消息发送给MCE;
204:MCE根据接收到的MBMS业务会话停止消息释放该MBMS业务对应的无线资源;
205:MCE向MBMS-GW发送资源释放通知消息;
206:MBMS-GW向eNB发送MBMS业务会话停止消息;
207:MBMS-GW退出相应的IP组播组,释放相应的用户面资源;上述用户面资源包含IP组播组资源;
208:eNB根据接收到的MBMS业务会话停止消息退出相应的IP组播组,并释放该MBMS业务使用的相应无线资源。
以上描述了包含为MBMS业务分配无线资源的MBMS业务启动流程和释放无线资源的MBMS业务停止流程的本发明的MBMS业务实现方法。根据本发明的原理,在上述实施例的基础上还可以进行多种变换,例如:
在步骤101中MBMS业务会话开始消息可不包含资源配置方式指示参数;作为替代方式,在步骤102中MBMS-GW对MBMS业务会话开始消息中包含的MBMS业务区信息进行判断,若该业务区为大业务区,即包含的小区数超过设定的阈值,则将资源配置方式设定为静态配置方式,否则设定为动态配置方式;同理,在步骤202中也可使用MBMS业务区信息进行资源配置方式的判断。
此外,在步骤106中,MCE不向eNB发送资源分配通知消息,作为替代方式,将为eNB分配的无线资源信息包含在资源分配结束通知消息中发送给MBMS-GW,并且在步骤107中,由MBMS-GW将MCE为eNB分配的无线资源信息连同MBMS业务会话开始消息、IP组播地址一起发送给eNB。若eNB接收到MBMS-GW发送的无线资源信息,则使用相应的动态分配的无线资源接收MBMS业务数据,否则使用预留的无线资源接收MBMS业务数据。