CN101635881B - 一种多媒体广播和组播业务资源配置方法 - Google Patents

一种多媒体广播和组播业务资源配置方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种多媒体广播和组播业务MBMS资源配置方法，所述MBMS业务资源分配方法由至少两种资源分配方案组成，基站对所述资源分配方案进行比较，选择信令开销较小，且能够实现分配的方案进行业务资源配置。本发明有效地把已有的几种方案的优点结合起来，可以使无线帧级别配置的灵活度最高，开销最小；且使重叠覆盖区域的资源分配的信令开销最小化，也使得非重叠区域的资源分配的信令开销最小化。

Description

一种多媒体广播和组播业务资源配置方法
技术领域
本发明涉及长期演进(Long Term Evolution，简称为LTE)系统，尤其涉及一种混合载波系统中的多媒体广播和组播业务(Multimedia BroadcastMulticast Service，简称为MBMS)资源配置的方法。
背景技术
随着Internet的迅猛发展和大屏幕多功能手机的普及，出现了大量移动数据多媒体业务和各种高带宽多媒体业务，例如，视频会议、电视广播、视频点播、广告、网上教育、互动游戏等，这一方面满足了移动用户不断上升的业务需求，同时也为移动运营商带来新的业务增长点。这些移动数据多媒体业务要求多个用户能够同时接收相同数据，与一般的数据业务相比，具有数据量大、持续时间长、时延敏感等特点。
为了有效地利用移动网络资源，第三代合作伙伴计划(3rd GenerationPartnership Project，简称为3GPP)提出了MBMS，该业务是一种从一个数据源向多个目标传送数据的技术，实现了网络(包括核心网和接入网)资源的共享，提高了网络资源(尤其是空中接口资源)的利用率。3GPP定义的MBMS不仅能够实现纯文本低速率的消息类组播和广播，而且还能够实现高速多媒体业务的广播和组播，提供多种丰富的视频、音频和多媒体业务，这无疑顺应了未来移动数据发展的趋势，为3G的发展提供了更好的业务前景。
MBMS业务在空口上的传输分为专用载波和共享载波两种方式。两种传输方式的主要区别在于：专用载波方式，载波仅承载MBMS业务；混合载波方式，载波不仅承载MBMS业务，也承载非MBMS(non-MBMS，即单播unicast)业务。这样，在以混合载波方式承载MBMS业务过程中，就会存在两种类型的业务复用同一载波的情况。如何让两类业务互不干扰、且在传输业务过程中发挥最大的功效，一直都是业界讨论的重点话题。
使用混合载波承载MBMS业务和non-MBMS业务过程中，两类业务的复用以频分多路复用(Frequency-Division Multiplexing，简称为FDM)、时分多路复用(Time-Division Multiplexing，简称为TDM)和FDM/TDM混合复用方式为主。目前，业界以TDM为主要复用方式来进行研究。本文在以下的描述中，也以TDM作为混合载波MBMS业务和非MBMS业务的复用方式。
MBMS业务和非MBMS业务在进行TDM复用过程中，需要兼顾多方面因素的影响，包括：对单播业务时延的影响、用户设备(User Equipment，简称为UE)省电、过度配置(over allocation)、调度颗粒度、系统开销以及调度灵活性等。目前，多播子帧配置采用Two-level(两级制)的方法来进行实现。Two-level方法使用两级参量来定义指明承载MBMS业务子帧的具体位置。如图1所示，具体如下：
无线帧级配置(宏观级)：指明包含多播子帧的无线帧在系统中所处的具体位置；
子帧级配置(微观级)：指明在包含多播子帧的无线帧内，具体多播子帧所在的位置。
目前，有2种被业界承认的使用两级制来实现多播子帧配置的方法，但各有其利弊。两种方法依据调度颗粒度的要求均采用320ms作为多播子帧配置的修改周期，具体如下：
方案A：
使用两级参量来定义指明承载MBMS业务的具体子帧的位置，具体如下：
1、无线帧级别(宏观级)使用参数N和M实现：
●参数N，以2N个无线帧为周期进行离散分配，每个周期的第一个无线帧作为包含多播子帧的无线帧，N的取值使用3bit的方式实现；
●参数M，采用参数M实现不同MBMS区域在无线帧级配置上的偏移指示，避免因不同MBMS区域重叠而产生的MCH(Multicast Channel，组播通道)干扰，M的取值采用3bit的方式实现；
2、子帧配置(微观级)采用3bit的方式实现，3bit具体的大小表示从子帧#1(除去#0、#4和#5子帧外)连续的子帧个数。
方案B：
使用两级参量来定义指明承载MBMS业务的具体子帧的位置，具体如下：
1、无线帧级别(宏观级)使用参数Q，Q的取值采用32bit的方式实现；32bit依据bitmap(bit映射)的方式进行使用，用以实现320ms修改周期内32个无线帧的指示作用；
2、子帧配置(微观级)采用3bit的方式实现，3bit具体的大小表示从子帧#1(除去#0、#4和#5子帧外)连续的子帧个数。
上述2种方法在系统开销和配置灵活度方面都找到了相应的平衡点。总体来说，系统开销越大，相应的灵活度就越高；反之，系统开销越小，灵活度就越低。方案A在系统开销方面最小，但相应灵活度也最低，甚至出现了在某些MBMS重叠区域资源无法进行分配的情况，造成了业务无法进行承载或资源的严重浪费；并且方案A在MBMS重叠区域由于配置方法的限制，可能导致系统开销成倍增加，使得此方法在MBMS重叠区域无法正常的使用。方案B由于使用了32bit的bitmap方式，使得调度灵活性达到了最大，但显而易见的是32bit的系统开销是所有方案中最大的，给系统带来的系统信息负荷也是最大的。
发明内容
本发明要解决的技术问题就是提出一种多媒体广播和组播业务资源配置方法，克服上述方案A和方案B单独使用造成的缺陷，使得无线帧级别配置的灵活度高，开销小。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种多媒体广播和组播业务资源配置方法，所述MBMS业务资源分配方法由至少两种资源分配方案组成，基站对所述资源分配方案进行比较，选择信令开销较小，且能够实现分配的方案进行业务资源配置。
进一步地，所述方法包括如下步骤：
(1)基站判断自身目前是否属于重叠覆盖区域，若是则统计重叠的程度，根据重叠的程度分别计算各MBMS业务资源分配方案的在重叠区域的信令开销；
(2)基站选择信令开销较小，且能够实现分配的方案进行业务资源配置。
进一步地，所述步骤(1)中，基站统计重叠的程度为基站统计自身同时属于不同的MBMS业务区域的个数。
进一步地，所述MBMS业务资源分配方案包括方案A和方案B，
所述方案A使用两级参量指明承载MBMS业务的具体子帧的位置，包括：
(A1)无线帧级别使用参数N和M实现：
(A1.1)参数N，以2N个无线帧为周期进行离散分配，每个周期的第一个无线帧作为包含多播子帧的无线帧，N的取值使用3bit的方式实现；
(A1.2)参数M，采用参数M实现不同MBMS区域在无线帧级配置上的偏移指示，避免因不同MBMS区域重叠而产生的组播通道MCH干扰，M的取值采用3bit的方式实现；
(A2)子帧配置采用3bit的方式实现，3bit具体的大小表示从子帧#1除去#0、#4和#5子帧外的连续的子帧个数；
所述方案B使用两级参量指明承载MBMS业务的具体子帧的位置，包括：
(B1)无线帧级别使用参数Q，Q的取值采用32bit的方式实现；32bit依据bit映射的方式进行使用，用以实现320ms修改周期内32个无线帧的指示作用；
(B2)子帧配置采用3bit的方式实现，3bit具体的大小表示从子帧#1除去#0、#4和#5子帧外连续的子帧个数。
进一步地，所述步骤(1)中，基站根据重叠的程度分别计算MBMS业务资源分配方案在重叠区域的信令开销包括：
使用方案A时，基站在无线帧分配级别上开销为6×N比特；
使用方案B时，基站在无线帧分配级别上开销为32比特；
N为基站同时属于不同的MBMS业务区域的个数。
进一步地，当基站同时属于不同的MBMS业务区域的个数小于6，则优先使用方案A，否则，优先使用方案B。
进一步地，当基站不属于重叠覆盖区域，优先使用方案A。
进一步地，基站根据分配的合理性判断能否实现分配。
进一步地，所述步骤(2)执行之后，基站根据选择的配置方案发送MBMS资源分配指令。
进一步地，终端接收所述MBMS资源分配指令，获知使用何种分配方案，进而根据使用的分配方案接收并解码基站发送的MBMS业务以及非MBMS业务数据。
本发明有效地把已有的几种方案的优点结合起来，大大的减小了每一种方案单独使用的开销，使总体的开销急剧下降，特别是在重叠覆盖严重的时候。此外本发明没有增加额外的开销，执行简单。
附图说明
图1是现有技术中两级制多播子帧配置方法示意图；
图2是本发明实施例流程图；
图3是本发明应用实例的不同MBMS业务区域重叠覆盖示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想是：MBMS业务资源分配方法可由两种或两种以上资源分配方案组成，资源分配方案之间可进行切换；基站根据信令开销、能否实现分配等判定条件选择合适的资源分配方案。
具体来说，基站侧选择信令开销小，且能够实现分配的MBMS业务资源分配方案，终端侧根据协议规定，接收相应的MBMS资源分配指令，并解读信令内容，获得最终指令内容。
下面结合附图及具体实施例对本发明进行详细说明。
基站侧可根据是否发生重叠、重叠程度、信令开销、分配灵活度、能否实现分配等选择合适的资源分配方案以及进行切换。如图2所示，本发明实施例包括如下步骤：
步骤201，基站判断自身目前是否属于重叠覆盖区域，若是，则执行下一步，若否，则执行步骤204；
步骤202，基站统计重叠的程度，即该基站同时属于几个不同的MBMS业务区域；
例如基站可以同时属于两个不同的MBMS业务区域，也可以同时属于6个不同的MBMS业务区域；
步骤203，计算信令开销；
例如基站同时属于2个不同的MBMS业务区域，如果使用方案A，则在无线帧分配级别上开销为6×2＝12bit，如果使用方案B，则在无线帧分配级别上开销为32bit；此时方案A的信令开销小于方案B的信令开销；如果基站同时属于n(n≥6)个以上不同的MBMS业务区域时，如果使用方案A，则在无线帧分配级别上开销为6×n≥36bit，如果使用方案B，则在无线帧分配级别上开销始终为32bit，此时方案A的指令开销大于方案B的指令开销；
步骤204，优先选择信令开销小的方案；
若基站不属于重叠覆盖区域，则显而易见，方案A的信令开销小于方案B的信令开销，即优先选择方案A；
步骤205，判断能否实现分配，若能，则执行步骤206，否则，执行步骤207；
基站可根据分配的合理性判断能否实现分配，而分配方案的分配灵活度会影响该方案是否能实现分配：因为MBMS业务资源分配要和非MBMS业务(例如单播业务)之间合理分配，由于多播业务的优先级通常比较高，有可能占用了大量MBMS资源，造成非MBMS业务无法正常通信；而对多播业务进行合理调整，如改变多播子帧的位置，可以兼顾各种MBMS业务；因为方案A能够提供分配灵活度较低，在某一些情况下存在无法分配的问题，而方案B的灵活度非常高，基站应该综合考虑后，决定使用哪一种方案；
步骤206，选定上述信令开销小的方案，执行步骤208；
步骤207，选定能够实现分配，且信令开销相对较小的方案，即：选择的方案虽然比步骤204中的方案信令开销大，但灵活度高，能够实现分配，则选择该方案；
步骤208，基站根据选择的配置方案发送MBMS资源分配指令；
步骤209，终端接收相应的MBMS资源分配指令，解读信令内容，获知使用何种分配方案，进而根据使用的分配方案接收并解码基站发送的MBMS业务以及非MBMS业务数据。
当然，终端侧也可以使用其它方式获知基站现在使用什么方案，比如，可以把方案A形成的指令放置在SIB2(SIB为System Information Block，系统信息块)上发送，把方案B形成的指令放在SIB3上发送等等。
为了进一步说明本方明的使用情况，下面举一些应用实例进行详细说明。
为了描述方便假设有8个不同的MBMS业务区域，它们之间只在某一区域F重叠覆盖，其他地方的不存在重叠覆盖。如图3所示，是一个由8个不同的MBMS业务区域重叠覆盖F区域。F区域是一个地理区域，其内可能有很多基站，至少有一个基站。
对于F区域内的基站，基站获知现在有8个不同的单频网(SingleFrequency Network，简称SFN)区域重叠覆盖其自身，所以基站首先对照采用哪种方案信令开销小，比较后得出方案B的开销小，并且判断方案B能否实现分配，并且和单播业务规避(由于方案B的灵活度最高，上述两个条件总是成立的)，所以采用方案B。
SFN1区域内非F区域的基站，由于是独立的，不存在重叠覆盖(上面已经假设SFN1区域内除了F区域和其他SFN区域重叠外，其他地方不存在重叠覆盖)，所以优先考虑使用信令开销较小的方案A，如果方案不能实现分配需求(方案A的灵活度较低，存在不能实现分配的可能，一般独立区域内不能实现分配的可能性非常小)，那就只能使用方案B，如果方案A可以实现分配，则使用方案A。
SFN2～SFN8区域内非F区域的基站，采用和SFN1区域内基站同样的方法，同理可以选择最终的方案。
SFN1、SFN2、...、SFN8分别都有MBMS业务，那么我们分别用两种方案独立完成资源分配，计算它们各自的指令开销。
方案A无线帧级别的开销：F区域内每个基站的开销为6×8＝48bit，其他非重叠区域共6×8＝48bit，(例如SFN1区域内除了F区域以外的地方的基站的开销6bit，SFN2同理也为6bit，其他区域同理)。方案A总共开销为48+48＝96bit。
方案B无线帧级别的开销：F区域内每个基站的开销为32bit，其他非重叠区域共32×8＝256bit，(例如SFN1区域内除了F区域以外的地方的基站的开销32bit，SFN2同理也为32bit，其他区域同理)。方案B总共开销为32+256＝288bit。
采用本发明无线帧级别的开销为：F区域内每个基站的开销为32bit，其他非重叠区域共6×8＝48bit，(例如SFN1区域内除了F区域以外的地方的基站的开销6bit，SFN2同理也为6bit，其他区域同理)。本发明的方案总共开销为32+48＝80bit。
可以看出，本发明的无线帧级别的分配开销最小，方案B的开销最大，其次是方案A的开销居中。
随着重叠覆盖的程度增大，本发明方法的开销会迅速下降。例如当重叠覆盖达到10和16个不同的MBMS业务区域时，分别对应的系统总开销如表1所示：
表1  有重叠覆盖情况下的MBMS资源分配总开销表
重叠覆盖小区个数 本发明 方案A 方案B
    10个     92bit     120bit     352bit
    16个     128bit     192bit     544bit
本发明将2种方案有效结合，从而获得两种方案的优点，舍弃其缺陷，进而实现在LTE(Long Term Evolution，长期演进)系统中MBMS业务资源的分配。使用本方法，可以使无线帧级别配置的灵活度最高，开销最小；且使重叠覆盖区域的资源分配的信令开销最小化，也使得非重叠区域的资源分配的信令开销最小化。
在本发明实施例中，主要是采用选择方案A或方案B的方式确定合适的资源分配方案，但本发明不限于此，可以推广到选择两个以上方案的情况，基站侧只需选择信令开销较小，且能够实现分配的MBMS业务资源分配方案即可。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种多媒体广播和组播业务MBMS业务资源配置方法，其特征在于，所述MBMS业务资源配置方法由至少两种资源分配方案组成，基站对所述资源分配方案进行比较，选择信令开销较小，且能够实现分配的方案进行业务资源配置；包括如下步骤：
(1)基站判断自身目前是否属于重叠覆盖区域，若是则统计重叠的程度，根据重叠的程度分别计算各MBMS业务资源分配方案的在重叠覆盖区域的信令开销；其中，基站统计重叠的程度为基站统计自身同时属于不同的MBMS业务区域的个数；
(2)基站选择信令开销较小，且能够实现分配的方案进行业务资源配置；
其中，所述MBMS业务资源分配方案包括方案A和方案B，
所述方案A使用两级参量指明承载MBMS业务的具体子帧的位置，包括：
(A1)无线帧级别使用参数N和M实现：
(A1.1)参数N，以2N个无线帧为周期进行离散分配，每个周期的第一个无线帧作为包含多播子帧的无线帧，N的取值使用3bit的方式实现；
(A1.2)参数M，采用参数M实现不同MBMS业务区域在无线帧级配置上的偏移指示，避免因不同MBMS业务区域重叠而产生的组播通道MCH干扰，M的取值采用3bit的方式实现；
(A2)子帧配置采用3bit的方式实现，3bit具体的大小表示从子帧#1开始除去#0、#4和#5子帧外的连续的子帧个数；
所述方案B使用两级参量指明承载MBMS业务的具体子帧的位置，包括：
(B1)无线帧级别使用参数Q，Q的取值采用32bit的方式实现；32bit依据bit映射的方式进行使用，用以实现320ms修改周期内32个无线帧的指示作用；
(B2)子帧配置采用3bit的方式实现，3bit具体的大小表示从子帧#1开始除去#0、#4和#5子帧外连续的子帧个数。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，基站根据重叠的程度分别计算MBMS业务资源分配方案在重叠覆盖区域的信令开销包括：
使用方案A时，基站在无线帧分配级别上开销为6×N比特；
使用方案B时，基站在无线帧分配级别上开销为32比特；
N为基站同时属于不同的MBMS业务区域的个数。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当基站同时属于不同的MBMS业务区域的个数小于6，则优先使用方案A，否则，优先使用方案B。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当基站不属于重叠覆盖区域，优先使用方案A。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基站根据分配的合理性判断能否实现分配。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)执行之后，基站根据选择的资源分配方案发送MBMS资源分配指令。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，终端接收所述MBMS资源分配指令，获知使用何种资源分配方案，进而根据使用的资源分配方案接收并解码基站发送的MBMS业务以及非MBMS业务数据。
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