CN101400018B

CN101400018B - 一种广播数据同步层的实现方法

Info

Publication number: CN101400018B
Application number: CN2007101642053A
Authority: CN
Inventors: 谢大雄; 姚翠峰
Original assignee: ZTE Corp
Current assignee: ZTE Corp
Priority date: 2007-09-30
Filing date: 2007-09-30
Publication date: 2011-09-21
Anticipated expiration: 2027-09-30
Also published as: CN101400018A

Abstract

一种广播数据同步层的实现方法，由发起同步控制的源节点、中间节点及最终节点中构成系统的同步层，以实现同步控制消息流程及同步数据消息流程。即源节点发送时间同步请求消息，经中间节点路由到最终节点；最终节点收到该消息后反馈响应消息，经中间节点路由到源节点；源节点由此收集到各中间节点下最终节点的时延，并从中选取最大值计算空口发送时刻；源节点和中间节点各自依据收集到的各中间节点对应的时延和各最终节点对应的时延，计算本地向下一级节点发送数据的时间，并分别在该时间到达时，向其下一级节点发送或转发含有空口发送时刻时戳信息的MBMS数据包。

Description

一种广播数据同步层的实现方法

技术领域

本发明涉及移动通信的多媒体广播/组播(MBMS，Multimedia Broadcast/Multicast Service)的同步技术，尤其涉及一种在无线系统中实现广播数据全网同步的同步层实现方法。

背景技术

随着Internet网的迅猛发展，人们对移动通信的需求已不再满足于电话和消息业务，因此，涌现出大量的多媒体业务。在其中一些应用业务中，多个用户能同时接收相同的数据，如视频点播、电视广播、视频会议、网上教育、互动游戏等等。MBMS技术是为实现最有效地利用移动网络资源而提出的，它是指一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，可实现网络资源共享，包括移动核心网和接入网资源共享，尤其是空口资源。

MBMS业务是面向全网的服务，在R6(3GPP Release 6版本)架构上，同一个MBMS业务从多媒体广播中心BM-SC->GGSN->SGSN->RNC->NodeB。在长期演进(LTE，Long-Term Evolution)的系统架构上，MBMS业务从BM-SC->eGW->eNB。不管什么系统架构，基站的覆盖范围都很小。终端在全网移动时，如何保证接收数据的在小区边界无缝切换，保证不同小区发送相同业务的数据完全同步是非常关键的。

目前，实现广播数据同步的方法还没有一个标准的同步层消息传输流程及消息格式，因而不利于广播数据同步方法的实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种广播数据同步层的实现方法，从而为广播数据同步提供同步层的消息流程以及消息中的内容格式。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种广播数据同步层的实现方法，由发起同步控制的源节点、一或多个中间传输节点以及多个最终节点中的同步层构成系统的同步层，通过同步层消息通道实现同步控制消息流程及同步数据消息流程；其中：

同步控制消息流程，包括步骤：源节点发送时间同步请求消息，该请求消息经过中间传输节点路由到最终节点；最终节点收到请求消息后发送时间同步响应消息，响应消息经中间传输节点路由到源节点；源节点通过请求消息和响应消息收集到各中间传输节点下最终节点的时延信息，并从中选取最大时延作为计算空口发送时刻的依据；源节点和中间传输节点分别依据收集到的各中间传输节点对应的时延和各最终节点对应的时延，计算本地向下一级节点发送数据的时间；

同步数据消息流程，包括步骤：源节点在其计算的本地向下一级节点发送数据的时间到达时，向相应的中间传输节点发送含有空口发送时刻时间戳信息的广播组播业务MBMS数据包；中间传输节点在其计算的本地向下一级节点发送数据的时间到达时，向最终节点发送数据包。

进一步地，上一级节点记录的下一级节点对应的时延，等于数据包从该上一级节点到该下一级节点下所有最终节点的路径时延中的最大值。

进一步地，同步层消息含有消息类型指示参数，用以指示同步层消息是同步层控制消息或是同步层数据消息。

进一步地，同步层控制消息含有控制消息类型指示参数，用以指示同步层控制消息是时间同步请求消息，或是时间同步响应消息。

进一步地，同步层控制消息还含有同步控制数据包，其中包括第一时间戳信息，该第一时间戳用以标识时间同步请求消息的发送时刻；同步控制消息流程中源节点记录收到时间同步响应消息的最终时刻，并计算其到中间传输节点对应的时延值，等于最终时刻与第一时间戳的差值再被2除；然后，从计算的时延值中选取最大的一个作为所述最长时延。

进一步地，同步控制数据包中还含有第三时间戳及第四时间戳信息，该第三时间戳用以标识时间同步响应消息的发送时刻，该第四时间戳用以标识时间同步响应消息在最终节点发送的第三时间戳中最大的一个；源节点计算到其下级节点对应的时延值，等于第四时间戳的值减去第一时间戳的值；然后，从中选取最大的一个作为最长时延。

进一步地，同步控制数据包中还含有第二时间戳信息，该第二时间戳用以标识时间同步请求消息的接收时刻，在中间传输节点收到的时间同步响应消息中，记录有中间传输节点发送的第一时间戳信息，以及最终节点收到的第二时间戳信息；中间传输节点计算到各最终节点路径的时延，等于第二时间戳的值减去第一时间戳的值，并从中选取最大的一个作为最终节点对应的时延。

进一步地，同步层消息通道采用通用分组无线业务隧道协议用户平面GTP_U传输，源节点、中间传输节点和最终节点之间采用GTP_U建立广播业务对应的隧道。

进一步地，同步层消息还含有GTP_U头，用于路由所述同步层消息。

进一步地，同步层数据消息含有时间戳信息，用以标记空口发送时刻；同步层数据消息还含有MBMS数据包。

进一步地，通过同步层消息通道还实现时间偏差调整流程，即下级节点向其上级节点发送含有时间偏移量的时间偏差调整消息；该上级节点收到该消息后进行数据包发送时间的调整；或者，该上级节点收到该消息后，将不在其可控范围内的所述时间偏移量，通过时间偏差调整消息向其上一级节点请求调整。

进一步地，时间偏移量为时间延迟量，或为时间提前量。

进一步地，控制消息类型指示参数还用以指示同步层控制消息是时间偏差调整消息，且同步控制数据包还含有时间偏移量，该时间偏移量用以标识时间延迟量或时间提前量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现广播数据同步的同步层消息，该同步层消息包括通用分组无线业务隧道协议用户平面GTP_U头、消息类型指示参数以及同步消息数据包，其中：

GTP_U头，用于指示同步层消息的路由节点；

消息类型指示参数，用以指示所述同步层消息是同步层控制消息或是同步层数据消息；

同步消息数据包，用于承载消息数据。

进一步地，若消息为同步层控制消息，则还包括控制消息类型指示参数，用于指示同步层控制消息是时间同步请求消息，或是时间同步响应消息；同步消息数据包中含有第一时间戳及第二时间戳信息，其中：

第一时间戳，用以标识时间同步请求消息的发送时刻；

第二时间戳，用以标识时间同步请求消息的接收时刻。

进一步地，同步消息数据包中含有第三时间戳及第四时间戳信息，其中：

第三时间戳，用以标识所述时间同步响应消息的发送时刻；

第四时间戳，用以标识所述时间同步响应消息在最终节点发送的第三时间戳中最大的一个。

进一步地，若消息为同步层数据消息，则包含时间戳信息，用以标记空口发送时刻；同步消息数据包为广播组播业务数据包。

进一步地，消息类型指示参数还用以指示所述同步层消息是时间偏差调整消息，且同步控制数据包还含有时间偏移量，该时间偏移量用以标识时间延迟量或时间提前量。

通过本发明提供的广播数据同步层的消息流程及消息内容格式，保证发起同步控制的源节点下所有的最终节点发送的数据都保持数据同步。另外，发起同步控制的源节点发送数据的时间可以根据其下级节点时延的不同来调整。

附图说明

图1为一种无线系统架构下实现广播数据同步的系统结构示意图；

图2为另一种无线系统架构下实现广播数据同步的系统结构示意图；

图3为本发明同步层SYNC的控制消息格式图示；

图4是本发明同步层SYNC的消息交互流程图；

图5为本发明同步层SYNC的MBMS数据发送流程图；

图6为本发明同步层SYNC的MBMS数据包格式；

图7为本发明同步层SYNC MBMS时间调整流程图；

图8是应用本发明的系统框架示意图；

图9为根据本发明的实施例叙述的各个节点具有各个路径发送时间示意图(实心箭头为各节点收到数据的时间，空心箭头表示给下一节点延时发送数据的时间)。

具体实施方式

本发明提供了一种广播数据同步层的实现方法，从而提供广播数据同步层的消息流程以及消息中的内容格式。本发明无论是在R6系统还是在LTE系统，或者在IEEE802.16系统中，只要是无线网络中有广播数据下发，需要所有广播数据保持同步发送的情况下都是适用的。

图1、图2分别为两种无线系统架构下实现广播数据同步的系统结构示意图。本发明提供的同步层的消息流程以及消息中的内容格式，对这两种但不限于这两种系统均可适用。

为了描述清楚本发明的实现方式，本发明分别以图1、图2给出的无线系统实现广播数据同步系统为实施例，先来说明本发明广播数据同步层实现方法的流程，其并不限于是LTE还是R6或是IEEE802.16网络，图1、图2虽是以LTE系统为例的描述，但仅用来说明同步层典型的系统结构及可能经过多个网络节点，本发明不限于这样的系统结构及节点。

实施例1

以图1所示的无线系统实现广播数据同步系统结构为例，本发明的同步层实现方法包括如下步骤：

(1)发起同步控制的源节点eGW通过时延信息收集流程获取最长时延信息，待收到广播业务中心节点BM_SC发送广播业务数据包后，依据最长时延信息计算空口发送时刻的时间戳信息(并非统一的)；

(2)确定本地发送的时间；

各eGW分别依据其对应的时延信息确定本地向各eNodeB发送数据的时间；

(3)数据发送

发起同步控制的源节点各eGW组装包含空口发送时刻的时间戳信息的数据包，根据计算的本地发送数据的时间到达时将数据包发送给最终节点eNodeB；eNodeB收到数据包后，获取其中的空口发送时刻的时间戳信息，然后将数据包组装成空口发送数据，并在空口发送时刻将空口发送数据发送下去。

本实施例上述方法还包括时间偏差调整步骤：即

eNodeB根据缓存数据包的存储空间状况，向其上级节点eGW发送含有时间偏移量(提前或延迟)的时间偏差调整请求消息；eGW收到该请求消息后，进行数据发送时间的调整，以保证eNodeB存储的业务数据量在其可控范围内。

实施例2

以图2所示的无线系统实现广播数据全网同步系统结构为例，本发明的同步层实现方法包括如下步骤：

(1)发起同步控制的源节点BM_SC通过时延信息收集流程，获取最长时延信息，并据此计算空口发送时刻的时间戳信息；

(2)确定本地发送的时间；

BM_SC依据获取的到各中间传输节点eGW对应的时延信息确定本地向eGW发送数据的时间；各中间传输节点eGW分别依据到各最终节点eNodeB的时延信息确定本地向eNodeB发送数据的时间；

(3)数据发送

BM_SC组装包含空口发送时刻的时间戳信息的MBMS数据包，在本地发送数据的时间到达时将该数据包发送给中间传输节点eGW；eGW收到数据包后，根据计算的本地发送数据的时间，把数据包转发给最终节点eNodeB；eNodeB收到数据包后，获取其中的空口发送时刻的时间戳信息，然后将数据包组装成空口发送数据，并统一在空口发送时刻将空口发送数据发送下去。

本发明上述方法还包括时间偏差调整步骤：即

eNodeB根据缓存数据包的存储空间状况，向其上级节点eGW发送含有时间偏移量(提前或延迟)的时间偏差调整请求消息；eGW收到该请求消息后，根据时间偏移量在其可控范围内进行数据发送时间的调整，并将不在其可控范围内的时间偏移量通过向其上级节点BM_SC发送时间偏差调整请求消息来报送，BM_SC进行数据发送时间的调整，以保证eGW或eNodeB存储的业务数据量在其可控范围内。

通过以上两个实施例可以看出，二者总体的流程是一样的(只是流程中具体步骤上有所差异)，故二者可以采用同一个同步层消息流程及其内容格式。本发明例举上述两个实施例，只是为了展示典型的实现广播数据同步系统结构，以说明本发明所具有的普遍意义，而非受限于这样的系统结构。

本发明广播数据同步层的实现方法，由发起同步控制的源节点、一或多个中间传输节点以及多个最终节点中的同步层构成系统的同步层，通过同步层消息通道实现同步控制消息流程及同步数据消息流程；其中，同步层消息通道采用通用分组无线业务(GPRS)隧道协议(GTP，GPRS Tunnel Protocol)用户平面GTP_U传输，源节点、中间传输节点和最终节点之间采用GTP_U建立广播业务对应的隧道。其中：

同步控制消息流程，包括步骤：

(a)源节点发送时间同步请求消息，该请求消息经过中间传输节点路由到最终节点；最终节点收到请求消息后发送时间同步响应消息，该响应消息经中间传输节点路由到源节点；

(b)源节点通过时间同步请求消息和时间同步响应消息收集到各中间传输节点下最终节点的时延信息，并从中选取最大时延作为计算空口发送时刻的依据；源节点和中间传输节点分别依据收集到的各中间传输节点对应的时延和各最终节点对应的时延，计算本地向下一级节点发送数据的时间；

同步数据消息流程，包括步骤：

所述源节点在其计算的所述本地向下一级节点发送数据的时间到达时，向相应的所述中间传输节点发送含有所述空口发送时刻时间戳信息的广播组播业务MBMS数据包；所述中间传输节点在其计算的所述本地向下一级节点发送数据的时间到达时，向所述最终节点发送所述数据包。

在上述实现同步层方法的流程执行过程中，通过同步层消息通道还可以实现时间偏差调整流程，即下级节点向其上级节点发送含有时间偏移量的时间偏差调整消息；上级节点收到所述消息后进行数据包发送时间的调整。或者，上级节点收到所述消息后将在自己可控范围内的时间偏移量进行数据包发送时间的调整，并将不在自己可控范围内的时间偏移量上报其上一级节点进行调整。

以下以实施例二为例对本发明提供的消息流程及其内容格式进行进一步阐述。而据同理亦能推出实施例1的实现，故不需赘述。

如图2所示，本实施例广播数据同步层的实现方法，由发起同步控制的源节点BM_SC、一或多个中间传输节点eGW以及多个最终节点eNodeB中的同步层构成系统的同步层，通过同步层消息通道实现同步控制消息流程及同步数据消息流程；其中，同步层消息通道采用GTP_U传输，BM_SC、eGW以及eNodeB之间采用GTP_U建立广播业务对应的隧道。

(1)同步控制消息流程，包括步骤：

(a)BM_SC发送时间同步请求消息，该请求消息经过各中间传输节点eGW路由到各最终节点eNodeB；各eNodeB收到请求消息后发送时间同步响应消息，该响应消息经eGW路由到BM_SC；

BM_SC先要构建时间同步请求消息，时间同步请求消息的内容格式请参见表1，该内容格式的结构可参见图3。BM_SC填写发送该时间同步请求消息中的各个参数，并向各eGW发送该消息。其中：

GTP_U头用于确定消息发送的路由，在此，BM_SC在每个要发送的时间同步请求消息中的GTP_U中填写好各eGW的路由地址。

C/D用于指示本消息是控制消息还是数据消息，在此，该C/D的值应填写为0，表示是同步层控制消息。

Message Type表示同步层控制消息的类型，包括：时间同步请求、时间同步响应以及时间调整消息，请参见表1。在此，Message Type应取值表示为时间同步请求。

广播组播业务MBMS同步控制数据包的内容可以包含时间戳信息，即发送或接收同步层控制消息的时间，具体内容参见表1。

BM_SC填写时间戳信息T1，即第一时间戳信息，并于分别于T1时刻在GTP_U上向各eGW发起时间同步请求消息。

表1

消息单元	必要性	类型和参考	注释
				C/D	C：0表示控制消息；D：1表示数据消息	控制消息取0(C)数据消息取1(D)
Message type	必选项		取值表示：时间同步请求消息，或时间同步响应消息，或时间偏差调整消息
				Time Stamp T1(第一时间戳)	必选项	时间同步请求消息发送的时间戳

时间同步请求/响应消息流程请参见图4，其中，从右向左为时间同步请求消息流程，而从左向右则是时间同步响应消息流程。

eGW收到时间同步请求消息后，记录其中的时间戳信息T1和本地接收到该同步请求消息的时间T2，作为后续发送给BM_SC的时间同步响应消息中的T1、T2时间戳信息，T2时间戳即第二时间戳；然后，构建发送给eNodeB的时间同步请求消息，即修改GTP_U头)，并填写发送该时间同步请求消息的时间戳信息T1’，并于T1’时刻向eNodeB发送该时间同步请求消息(参见表1)。

eNodeB收到时间同步请求消息后，记录本地收到该时间同步请求消息的时间T2’；然后构建向eGW反馈的时间同步响应消息，即修改GTP U头，改写Message Type的取值为时间同步响应消息，并将上述时间同步请求消息中的时间戳信息T1’作为该时间同步响应消息中的T1时间戳信息填写，将记录的时间T2’作为其中的T2时间戳信息填写，然后填写其中的时间戳信息T3，并于T3时刻向eGW返回该时间同步响应消息。

时间同步响应消息的内容格式见表2。

表2

消息单元	必要性	类型和参考	注释
				C/D	C：0表示控制消息；D：1表示数据消息	控制消息取0(C)数据消息取1(D)
Message type	必选项		取值表示：时间同步请求消息，或时间同步响应消息，或时间偏差调整消息
				Time Stamp T1(第一时间戳)	必选项	时间同步请求消息发送的时间戳
Time Stamp T2(第二时间戳)	必选项		时间同步请求消息收到的时间戳
				Time Stamp T3(第三时间戳)	必选项	时间同步响应消息发送的时间戳
Time Stamp T4(第四时间戳)	可选项		时间同步响应消息在最终节点的发送时间戳中最大值

eGW收到eNodeB发送的时间同步响应消息后，记录该时间同步响应消息中的时间戳信息T3(eNodeB发送时间同步响应消息的时间)，即第三时间戳信息，根据该消息中的时间戳信息T1(eGW发送的时间同步请求消息中的时间戳信息T1’)和T2(eNodeB本地接收到该同步请求消息的时间T2’)，计算从eGW到eNodeB的时延(T2-T1)，等最后一个eNodeB返回时间同步响应消息后，选择时间同步响应消息中最大时间戳T3作为时间戳信息T4(即第四时间戳)保存；然后，构建向BM_SC反馈的时间同步响应消息，即修改GTP_U头，并填写其中的时间戳信息，其中T1是BM_SC发送的时间同步请求消息中的时间戳信息，T2是eGW收到时间同步请求消息的时间戳信息，T3则是eGW向BM_SC发送时间同步响应消息的时间，T4如上所述；然后于T3时刻向BM_SC发送时间同步响应消息。

在此，时间戳T4这一项是作为时间同步响应消息中的可选项。如果时延信息是通过从BM_SC到eNodeB的单向时延计算，那么时间同步响应消息中必须包含该T4信息。如果不是通过计算单向时延，而是按照双向时延来平均计算下行时延信息，则时间同步响应消息中可以不包含T4时间戳信息。

(b)BM_SC通过时间同步请求消息和时间同步响应消息收集到各中间传输节点下最终节点的时延信息，并从中选取最大时延作为计算空口发送时刻的依据；源节点和中间传输节点分别依据收集到的各中间传输节点对应的时延和各最终节点对应的时延，计算本地向下一级节点发送数据的时间；

BM_SC计算从BM_SC到eNodeB的单向时延，等于(T4-T1)；或者，BM_SC将接收到eGW的时间同步响应消息的时间减去时间戳T1的差值再被2除。从中选取最大路径的时延作为最长时延，计算空口发送时刻的时间戳信息。

BM_SC计算本地向eGW发送数据的时间点，即BM_SC发送第一包数据的时刻T₀加上最长时延与eGW对应的时延之差；或者，为空口发送时间对应的时刻减去eGW对应的时延。

eGW根据到各eNodeB路径的时延信息(譬如上述T2-T1)，计算本地向eNodeB发送数据的时间点，即为空口发送时刻减去到该eNodeB路径时延；或者，在eGW收到MBMS数据包后，将收到该数据包的时刻T₁加上eGW对应的时延与数据包发送地的eNodeB路径时延之差。

在此，上一级节点记录的下一级节点对应的时延，等于数据包从该上一级节点到该下一级节点下所有最终节点的路径时延中的最大值。譬如，BM_SC记录的eGW对应的时延，等于数据包从BM_SC到该下所有eNodeB路径时延中的最大值。同理，可得到eGW记录的eNodeB对应的时延。

(2)同步数据消息流程，包括步骤：

BM_SC在其计算的本地向eGW发送数据的时间到达时，向相应的eGW发送同步数据消息，同步层的同步数据消息流程如图5所示，该消息的内容格式可参见图6。消息中的GTP_U头表示路由到eGW的地址；C/D参数取值为1；时间戳即含有空口发送时刻的时间戳信息；后面的数据包包含的是MBMS业务数据。

eGW在其计算的本地向eNodeB发送数据的时间到达时，向eNodeB转发同步数据消息，只修改GTP_U头即可。

贯穿在同步层的上述流程中还包括时间偏差调整流程，请参见图7。即eNodeB(或eGW)向eGW(或BM_SC)发送含有时间偏移量的时间偏差调整消息；eGW(或BM_SC)收到该消息后，可以进行数据包发送时间的调整。或者，eGW收到该消息后将在自己可控范围内的时间偏移量进行数据包发送时间的调整，并将不在自己可控范围内的时间偏移量上报给BM_SC进行调整。

时间偏差调整消息的内容格式请参见表3，表中的Message Type取值表示为时间偏差调整消息，时间偏移量Time offset既可以代表时间提前量，也可以代表时间延后量。

表3

消息单元	必要性	类型和参考	注释
				C/D	C：0表示控制消息；D：1表示数据消息		控制消息取0(C)数据消息取1(D)

Message type	必选项		取值表示：时间同步请求消息，或时间同步响应消息，或时间偏差调整消息
				Time offset(时间偏移量)	必选项		是要求提前或者延后的时间偏移量

下面通过一个具体的应用实例来表述本发明广播数据同步层的实现方法的各个步骤。

如图8所示为应用本发明的系统框架示意图，其中系统架构由广播组播业务中心节点P0、中间传输节点(网关)P1和P4、最终节点(服务网络节点)P2、P3、P5及P6组成。其中，节点P0对应LTE系统是BM_SC，中间传输节点对应LTE系统是eGW，最终节点对应LTE系统是eNodeB。图9是根据图8叙述的各个节点具有各个路径数据发送时间示意图，其中实心箭头为各节点收到数据的时间，空心箭头表示给下一节点延时发送数据的时间。

例如，在同步控制消息流程的步骤(a)中，BM_SC构建MBMS时间同步请求消息，该消息的GTP_U头表示要路由eGW，C/D值为0，MessageType取值表示是同步层同步请求消息，填写发送该时间同步请求消息的时间戳信息T1，并于T1时刻在GTP_U上分别向eGW1、eGW2发起MBMS时间同步请求消息。

eGW1、eGW2分别收到该消息后，记录其中的时间戳信息T1和各自本地接收到该同步请求消息的时间T2，作为后续发送给BM_SC的MBMS时间同步响应消息中的T1、T2时间戳信息；然后，构建发送给各自下辖的eNodeB的时间同步请求消息(包括修改GTP_U头)，并各自填写发送该消息的时间戳信息T1’，并于各自的T1’时刻分别向下辖的eNodeB发送该时间同步请求消息。

eNodeB1、eNodeB2以及eNodeB3、eNodeB4分别收到eGW1、eGW2发送时间同步请求消息后，各自记录本地收到该时间同步请求消息的时间T2’；然后构建向各自上属的eGW反馈的时间同步响应消息，将其中的时间戳信息T1’作为该时间同步响应消息中的T1时间戳信息填写，将记录的时间T2’作为其中的T2时间戳信息填写，然后填写其中的时间戳信息T3，并于各自的T3时刻向各自上属的eGW返回该时间同步响应消息。

在同步控制消息流程的步骤(b)中，eGW1收到eNodeB1发送的MBMS时间同步响应消息后，根据该消息中的时间戳信息T1和T2，计算并保存从eGW1到eNodeB1的时延t2＝T2-T1；等eNodeB2返回MBMS时间同步响应消息后，根据该消息中的时间戳信息T1和T2，计算并保存从eGW1到eNodeB2的时延t3＝T2-T1；然后选择eNodeB2发送时间同步响应消息的时间T3，作为MBMS时间同步响应消息中的时间戳信息T4反馈给BM_SC。同样，eGW2收到eNodeB3、eNodeB4发送的MBMS时间同步响应消息后，分别计算相应的路经时延t5、t6，然后选择eNodeB3发送时间同步响应消息的时间T3，作为时间同步响应消息中的时间戳信息T4反馈给BM_SC。

BM_SC根据eGW1、eGW2的反馈回来的MBMS同步响应消息，分别根据其中的时间戳T1、T4来计算并保存各路径对应的时延(t1+t3＝T4-T1)、(t4+t5＝T4-T1)，然后选择其中最大的一个(t4+t5)作为最长时延来计算获取空口发送时刻的时间戳信息SFN。或者，BM_SC将接收到eGW1、eGW2反馈的MBMS同步响应消息的时间值分别减去各自消息中的时间戳T1，得到的差值再被2除，分别得到平均下行路径时延(t1+t3、t4+t5)，然后从中选取最大的一个(t4+t5)作为最长时延来计算获取空口数据发送时刻Ts＝T₀+t4+t5+Δt，然后将Ts用系统帧号SFN(或时+分+秒+SFN)等方式的时间戳信息表示。其中，T₀为BM_SC确定的数据包的初始发送时刻，Δt为预留的裕量，大于或等于0(可以不加)。即BM_SC根据到初始发送时刻和最大路径时延来确定空口发送时刻。

上述eGW1对应的时延(t1+t3)表示BM_SC到eGW1下的eNodeB1、eNodeB2路经时延中的最大值，eGW2对应的时延(t4+t5)表示BM_SC到eGW2下的eNodeB3、eNodeB4路经时延中的最大值。

BM_SC根据eGW1、eGW2对应的时延t1+t3和t4+t5分别确定向eGW1、eGW2发送数据包的时间点T₀+[(t4+t5)-(t1+t3)]及T₀。或者，可以根据eGW1、eGW2对应的时延和空口发送时刻Ts分别计算：发送数据包到eGW1的时间点＝Ts-(t1+t3)，和发送数据包到eGW2的时刻＝Ts-(t4+t5)，如图10中所示。在组装好含有空口发送时刻的时间戳信息SFN在内的MBMS数据包后，于确定的时间点到达时分别向eGW1、eGW2发送数据包。

eGW1在收到数据包后，根据到eNodeB1、eNodeB2路径的时延t2(＝T2-T1)、t3(＝T2-T1)确定向eNodeB1发送数据的时间点T₁₁+(t3-t2)，其中T₁₁是eGW1收到数据包的时刻；eGW2根据时延信息t5、t6确定向eNodeB4发送数据的时间点T₁₂+(t5-t6)，其中T₁₂是eGW2收到数据包的时刻。eGW1、eGW2各自在收到数据包的时刻T₁₁、T₁₂分别直接向eNodeB2、eNodeB3转发数据包，并在其计算的时间点到达时分别将数据包转发给eNodeB1和eNodeB4。或者，以空口发送时刻Ts为准，减去Δt为最终节点预留的裕量后，分别在提前时延t2、t6将数据包转发给eNodeB1和eNodeB4。

根据上述BM_SC及eGW1、eGW2数据发送时间点的计算，并在各时间点到达时分别发送给各eGW及各eNodeB，从而能保证eNodeB1至eNodeB4均能在空口发送时间戳对应的发送时刻Ts将空口数据发送下去。

如果eNodeB发现eGW发送数据包的时间过早，导致自己业务数据的缓存空间不足以避免数据丢包的情况时，便向eGW发送时间偏差调整消息，其中的时间偏移量会指示出要调整的发送数据包的时间延迟量。eGW收到该消息后，如果发现该时间偏移量是在自己可控范围内，则可进行调整。而如果发现该时间偏移量不是在自己可控范围内，则将其上报给BM_SC进行调整。

通过本发明提供的同步层消息流程及消息内容格式，保证发起同步控制的源节点下所有的最终节点发送的数据都保持数据同步。同时，下级节点能够根据情况请求上级节点进行发送数据包的时间调整，故能避免数据丢包。本发明为此定义了各个消息流程及消息的内容格式。但也不限于此流程及内容格式。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当以前述权利要求书所界定者为准。

Claims

1.一种广播数据同步层的实现方法，由发起同步控制的源节点、一或多个中间传输节点以及多个最终节点中的同步层构成系统的同步层，通过同步层消息通道实现同步控制消息流程及同步数据消息流程；其中：

所述同步控制消息流程，包括步骤：所述源节点发送时间同步请求消息，所述请求消息经过所述中间传输节点路由到所述最终节点；所述最终节点收到所述请求消息后发送时间同步响应消息，所述响应消息经所述中间传输节点路由到所述源节点；所述源节点通过所述请求消息和所述响应消息计算源节点到各中间传输节点下最终节点的单向时延信息，并从中选取最长时延作为计算空口发送时刻的依据；所述源节点和所述中间传输节点分别依据收集到的各中间传输节点对应的时延和各最终节点对应的时延，计算本地向下一级节点发送数据的时间；上一级节点记录的下一级节点对应的时延等于MBMS数据包从该上一级节点到该下一级节点下所有最终节点的路径时延中的最大值；

所述同步数据消息流程，包括步骤：所述源节点在其计算的所述本地向下一级节点发送数据的时间到达时，向相应的所述中间传输节点发送含有所述空口发送时刻时间戳信息的广播组播业务MBMS数据包；所述中间传输节点在其计算的所述本地向下一级节点发送数据的时间到达时，向所述最终节点发送所述MBMS数据包。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步层消息通道中的同步层消息含有消息类型指示参数，用以指示所述同步层消息是同步层控制消息或是同步层数据消息。

3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述同步层控制消息含有控制消息类型指示参数，用以指示所述同步层控制消息是所述时间同步请求消息，或是所述时间同步响应消息。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，所述同步层控制消息还含有同步控制数据包，其中包括第一时间戳信息，所述第一时间戳用以标识所述时间同步请求消息的发送时刻；所述同步控制消息流程中所述源节点记录收到所述时间同步响应消息的最终时刻，并计算源节点到中间传输节点对应的时延值，等于所述最终时刻与所述第一时间戳的差值再被2除；然后，从计算的时延值中选取最大的一个作为所述最长时延。

5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述同步控制数据包中还含有第三时间戳及第四时间戳信息，所述第三时间戳用以标识所述时间同步响应消息的发送时刻，所述第四时间戳用以标识所述时间同步响应消息在最终节点发送的所述第三时间戳中最大的一个；所述源节点计算源节点到中间传输节点对应的时延值，等于所述第四时间戳的值减去所述第一时间戳的值；然后，从中选取最大的一个作为所述最长时延。

6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述同步控制数据包中还含有第二时间戳信息，所述第二时间戳用以标识所述时间同步请求消息的接收时刻，在所述中间传输节点收到的所述时间同步响应消息中，记录有所述中间传输节点发送的所述第一时间戳信息，以及所述最终节点收到的所述第二时间戳信息；所述中间传输节点计算到各所述最终节点路径的时延，等于所述第二时间戳的值减去所述第一时间戳的值，并从中选取最大的一个作为最终节点对应的时延。

7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步层消息通道采用通用分组无线业务隧道协议用户平面GTP_U传输，所述源节点、所述中间传输节点和所述最终节点之间采用所述GTP_U建立广播业务对应的隧道。

8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，所述同步层消息通道中的同步层消息还含有GTP_U头，用于路由所述同步层消息。

9.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述同步层数据消息含有时间戳信息，用以标记所述空口发送时刻；所述同步层数据消息还含有所述MBMS数据包。

10.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述同步层消息通道还实现时间偏差调整流程，即下级节点向其上级节点发送含有时间偏移量的时间偏差调整消息；所述上级节点收到所述时间偏差调整消息后进行所述MBMS数据包发送时间的调整；或者，所述上级节点收到所述时间偏差调整消息后，将不在其可控范围内的所述时间偏移量，通过所述时间偏差调整消息向其上一级节点请求调整。

11.按照权利要求10所述的方法，其特征在于，所述时间偏移量为时间延迟量，或为时间提前量。

12.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，所述控制消息类型指示参数还用以指示所述同步层控制消息是时间偏差调整消息，且所述同步控制数据包还含有时间偏移量，所述时间偏移量用以标识时间延迟量或时间提前量。