CN101925007A

CN101925007A - 在无线通信系统中发送多播服务的设备和方法

Info

Publication number: CN101925007A
Application number: CN2009101702195A
Authority: CN
Inventors: 张玉建; 牛华宁; 许昌龙
Original assignee: Beijing Taimei Shiji Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Taimei Shiji Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2008-09-04
Filing date: 2009-09-04
Publication date: 2010-12-22
Anticipated expiration: 2029-09-04
Also published as: WO2010025685A1; CN101925007B

Abstract

本发明提供一种在无线接入网络中提供多播服务(MBS)的方法，包括：创建包括多个基站和移动站的MBS区；生成MBS控制信道信息，所述MBS控制信道(MCCH)信息包括用于多个MBS数据脉冲的每一个的物理层传输参数；共同编码所述MBS控制信道信息；建立MBS发送周期；以及在MBS发送周期中发送MBS控制信道信息和MBS数据，其中所述MBS控制信道信息在MBS发送周期的开始被发送。利用本发明能够实现减少信道开销和有效的编码增益的多播服务。

Description

在无线通信系统中发送多播服务的设备和方法

技术领域

本发明一般地涉及无线通信领域，更具体地涉及具有减少的信道开销和有效的编码增益的多播服务(MBS)的方法和系统。

背景技术

如现有的电视广播和因特网，无线接入网络可以用于发送内容。这种分分布式标准已经被公开。参见IEEE标准关于乡村和城市网络--部分16：固定和移动广播无线接入系统的无线接口，IEEE New York，NY，2006年2月。

在MBS中，内容的服务流在在多播通信的一个基站(单BS接入)或多个基站(多BS接入)和有关的移动站(MS)之间传送。多播通信是向接收内容或服务的特定用户群组或者MS发送内容的一种方法。此外，MS可以使用覆盖多播通信的网络上具有多基站的多BS接入来进行工作。

在MBS中，一个或多个BS和MS之间传送的内容包括随载波传送的信令信息和数据。信令信息是与基站发送的数据和移动站或者用户站(SS)接收的数据有关的开销。其他开销，例如MBS MAP资源分配信息在BS和MS之间发送的下行链路(DL)MAP内容中提供。在BS和MS之间传送的开销信息量与在服务流中传送的数据非常有关。

发明内容

为了实现本发明的上述发明目的之一，本发明提出了一种在无线接入网络中提供多播服务(MBS)的方法，包括：创建包括多个基站和移动站的MBS区；生成MBS控制信道信息，所述MBS控制信道(MCCH)信息包括用于多个MBS数据脉冲的每一个的物理层传输参数；共同编码所述MBS控制信道信息；建立MBS发送周期；以及在MBS发送周期中发送MBS控制信道信息和MBS数据，其中所述MBS控制信道信息在MBS发送周期的开始被发送。

此外，本发明还提供了一种系统，包括：核心服务网络；以及接入服务网络，用于从所述核心服务网络接收多播数据，所述接入服务网络包括：多播服务控制器(MBSC)用于创建包括多个基站和移动站的多播服务(MBS)区；以及在每个基站中的MBS代理(MBSA)，用于在MBS发送周期中发送MBS控制信道信息和MBS数据，其中所述MBS控制信道信息在MBS发送周期的开始被发送。以及一种机器可访问介质，用于提供指令，当被访问时，使得接入服务网络执行如下操作：创建包括多个基站和移动站的MBS区；生成MBS控制信道信息，所述MBS控制信道(MCCH)信息包括用于多个MBS数据脉冲的每一个的物理层传输参数；共同编码所述MBS控制信道信息；建立MBS发送周期；以及在MBS发送周期中发送MBS控制信道信息和MBS数据，其中所述MBS控制信道信息在MBS发送周期的开始被发送。

附图说明

本发明的主题在说明书附随的权利要求中特别指出和限定。然而，本发明的组织和操作方法、以及目的、特征及其有益效果可以通过下面结合附图的详细描述变得更加容易理解，其中：

图1是根据本发明的一些实施例的宽带无线接入网络；

图2是本发明的共同编码的MBS发送周期的一个实施例的方框图；

图3是本发明的包括MBS和单播通信的混合载波的帧结构的一个实施例的方框图；

图4是本发明的专用载波的帧结构的一个实施例的方框图；

图5是本发明的专用载波的帧结构的另一实施例的方框图；

图6是本发明的在数据中插入物理层参数的MBS发送周期的一个实施例的方框图；

图7是本发明的具有常规小区范围的用于多基站接入的导频模式的一个实施例的方框图；

图8是本发明的具有大的小区范围的用于多基站接入的导频模式的一个实施例的方框图；以及

图9是在无线接入网络中发送多播服务的方法的一个实施例的流程图。

应该了解，为了简明和清楚的描述，在附图中示出的元件没有必要按比例绘制。例如，为了清晰，某些元件的尺寸可以相对于其它元件被放大。此外，考虑到方便，标号在附图中将被重复使用以指示相同或者类似的元件。

具体实施方式

在下面的详细描述中，为方便全面地理解本发明，提供无线多播服务的许多特定的特征和细节被提出。然而，本领域的普通技术人员应该理解，本发明可以脱离这些特定的细节而实施。在其他的例子中，公知方法、工艺、组件和电路没有详细地描述，以免混淆本发明。

在本领域而言，减少在载波中发送的开销的方法和增加MBS内容的编码效率的方法是很先进的。降低与MBS内容有关的信道开销能够减少与MBS内容的发送和接收任务有关的功率。此外，减少与MBS内容发射相关的开销能够增加期望的数据的通过能力，这些数据例如是在MBS中传送到一个或多个接入点、用户站和/或移动站的电子文件或多媒体流。

现参考附图，图1示出了根据本发明的一些实施例的宽带无线接入网络。无线接入网络100包括核心服务网络(CSN)110和接入服务网络(ASN)120。除其他事项外，无线接入网络100可以从一个或多个内容服务器112接收内容并将内容提供给一个或多个接入点(AP)、用户站或者移动站(MS)102。ASN120可以包括一个或多个网关(GW)108，如图中ASN GW 1和ASN GW2所示，和多个基站(BS)104，如图中BS 1到BS 7所示。CSN 110可以包括验证、授权和记账服务器(AAA)111，其中，除其他事项外，可以处理访问请求。

根据本发明的实施例，网关108可以包括多播服务控制器(MBSC)118。每个MBSC 118可以创建一个或多个多播服务(MBS)区106，并且每个MBS区106可以包括多个基站104。MBSC 118可以通过建立特定时间和频率参数来创建MBS区106，从而在特定的一个MBS区106中同时向移动站102进行多播下行链路传输。在这些实施例中，基站104可以包括MBS代理(MBSA)114以引导或指示基站104在下行链路子帧的MBS区中同时发送相同内容。如下所述，在每个基站中的MBSA可以用于在MBS发送周期中发送MBS控制信道信息和MBS数据，其中MBS控制信道信息在MBS发送周期的开始被发送。相同MBS区可以包括由多播连接标识符(CID)识别的多播内容。多播服务可以通过无线接入网络100来提供，这将在下面进行详细描述。

在一些实施例中，无线接入网络100可以如单频网络(SFN)那样操作。在这些实施例中，普通MBS区106的基站104可以具有在时间和频率上同步的下行链路和/或上行链路子帧使得移动站102可以从特定MBS区106中的任何基站104接收多播内容而不需在MBS区内执行交接(handover)操作。在这些实施例中，移动站102可以利用同时从MBS区106中的多个基站104同时接收信号获得的各种增益，这可能导致移动站102处的改进的信噪比(SNR)。在这些实施例中，可以在下行链路子帧的相同的MBS字段中提供多播内容，使得移动站102可从MBS区106的任何一个或多个基站104接收广播内容。在一些实施例中，在MBS区106之外的一个或多个非单频网络(非SFN)基站(未示出)可以非同步地发送多播数据，虽然本发明的范围并不局限于此。

图2是无线接入网络100中的MBS的共同编码MBS发送周期201的一些实施例的方框图。在本例中，MBS发送周期201是每个MBS发送一次的时间。在一个实施例中，MBS发送周期201为500毫秒(ms)的持续时间，即一组25个20ms的子帧。在其他实施例中(未示出)，MBS发送周期201为20ms的持续时间，即一个子帧为最小值。在进一步的实施例中，MBS发送周期201可以为从2到24子帧之间的整数。采用较长的MBS发送周期201的优点是较长的MBS发送周期201可为MS102获得更好的节电性能。

在混合载波用于MBS发送的例子中，内容可以通过多个子帧传送。在本例中，每个子帧为20ms的持续时间，并且被分为4个相同大小的5ms无线帧。MBS在下行链路(DL)子帧中发送，虽然每个子帧即可以被指定为DL也可以被指定为上行链路(UL)子帧。在一个实施例中，每个子帧包括6个正交频分复用(OFDM)符号，每个符号表示一个或多个数据比特。对于10兆赫(MHz)带宽，使用1024个点的快速傅里叶变换(FFT)。在其他例子中，使用专用载波来发送MBS。

对于大半径的服务小区(例如，10km小区半径)，合适的循环前缀(CP)长度可以用于在复合信道中校正延迟扩展。FFT的尺寸可以根据CP长度来确定从而控制CP开销。例如，在10MHz带宽环境中，支持2048点的FFT为每个子帧3个OFDM符号。在另一个例子中，支持4096个点的FFT为每两个子帧3个OFDM符号。

图2的实施例进一步示出了在每个MBS区106中的每个MBS发送周期201的开始发送或分发的MBS控制信道(MCCH)210信息。MCCH 210信息包括MBS相关的控制信息，例如使用共同编码的每个服务的物理层发送参数。如图2所示，MBS控制信道210在BMS服务的BMS发送周期T 201的第一数据脉冲215、第二数据脉冲220、第三数据脉冲225、第n数据脉冲230中发送MBS有关控制信息。在数据脉冲，例如数据脉冲1215和数据脉冲N 230中发送MCCH 210，MCCH 210没有必要在每个超帧中被解码。而是，MCCH可以在每个MBS发送周期T 201中被解码，在本例中，该周期包括多个超帧。如在本实施例中所指出的，MCCH表示在MBS发送周期201中的每个数据脉冲(例如，数据脉冲1215，数据脉冲2220等)的资源分配。

对于混合载波的情况，MBS和单播业务是以子帧为基的时分复用(TDM)。在本例中，辅助广播信道(SBCH)205可以提供与MBS区有关的信息。此外，SBCH205还可以表示MBS发送周期201的MCCH 210物理层参数。

图3是图2所示的MCCH 210的包括MBS和单播业务的混合载波的帧结构的一个实施例的方框图，其中MBS子帧在超帧中以固定的方式进行分配。在可替代的实施例中(未示出)，MBS子帧可以在超帧中以变化的方式进行分配。

如图3所示，包括超帧A 301和超帧n 303的一系列超帧在混合载波中传送。超帧A 301包括同步信道(SCH)305和/或前同步码和辅助广播信道(SBCH)205以及在帧1310中的MBS和/或单播业务。MBS和/或单播业务也在帧2320、帧3330、帧4340和在MBS发送周期301中的后续超帧的帧中发送。在一个实施例中，超帧A 301的持续时间为20ms且每个帧310到340为5ms的持续时间。在本实施例中，在混合载波上的SBCH 205表示专用载波的基本信息，例如频带和FFT大小。

每帧可以进一步被划分为子帧322和MBS单频网(MBSFN)子帧324，每个子帧322和MBSFN子帧324包括一个或多个符号。在本实施例中，每个子帧322被指定为单播业务。帧2320包括MBSFN子帧324，其中MBSFN子帧324包括MBS数据，其可以根据SBCH 205发送的信息来区分。MBSFN子帧324的一部分包括MBS控制信道参数210，如先前图2的描述所述。帧3330也包括多个子帧322及MBSFN子帧324。在一个实施例中，帧3330的MBSFN子帧324包括从MBS发送周期210的开始处起始的MBS控制信道参数210，而MBS控制信道参数210不包含在帧2320的MBSFN子帧324中。图3进一步示出了超帧n 303的4个帧中的2个帧(2个帧未示出)，其还包括帧9350和帧10360中的子帧322和MBSFN子帧324。

图2所示的MCCH 210分配的替代实施例中，如图4是发送MBS的专用载波的帧结构的方框图。在该实施例中，图1的一个或多个移动站102调谐到专用载波以在MBS发送周期201接收MBS业务。MBS发送周期201表示广播全部或部分MBS内容所需的时间周期。移动站102在混合载波的辅助广播信道205中读取信息，而后调谐到专用载波。在本实施例中，帧2420的混合子帧424包括超帧控制头305和MBS控制信道210信息，并且子帧322包括在专用载波上的MBS业务。

图5是发送MBS内容或业务的专用载波的帧结构的另一实施例的方框图。在该实施例中，在专用载波上的辅助广播信道(SBCH)205发送或提供MBS控制信道(MCCH)210的物理层参数。如果一个或多个移动站102调谐到专用载波以接收MBS数据，该一个或多个移动站102能够直接与专用载波同步，在读取包括在周期T 201内的帧510到560的超帧301和303的MBS业务之前读取SBCH 205并读取MCCH 210。一个或多个这些实施例的应用可以提供额外的编码增益，从而获得功率效率和数据业务的提升。

图6是为后续周期n+1603而在MBS业务中插入MBS发送周期n 601和物理层参数的实施例的方框图。物理层参数可以通过MBS数据提供，作为读取MBS控制信道210的替代方案。在一个实施例中，数据脉冲1615的一部分包括私有MAP 610以在后续周期n+1603中向私有MAP 1601提供物理层参数。在MBS数据业务中提供物理层参数信息使一个或多个移动站102能够确定物理层参数信息而无需解码MCCH 210，这是无线接入网络100节电的一种方法。在本实施例中，在数据脉冲1615中的私有MAP 1610和在数据脉冲N 625中的私有MAP N 620提供的MBS数据捕获在周期n+1603中。对于资源分配而言，DL分发配置可以用于子帧322，与子载波到数据恢复单元(DRU)的映射具有相同的排列顺序。

图7是在无线接入网络100中用于多基站接入的导频模式的一个实施例的方框图。在本实施例中，第一多BS导频符号710和第二多BS导频符号720为多基站104通信提供了双流导频模式。图7的方框图示出了OFDM符号索引沿行从左至右增加并且子载波索引沿列从上至下增加。在用于符号的每个导频模式中提供时隙的二维栅格，每个符号表示在多个子信道中的一个或多个数据比特。导频符号，例如第一单BS导频符号710和第二单BS导频符号720安排在非重叠模式中以提供双流信道估算。

图8是专用载波的导频符号810的导频模式的一个实施例的框图。图8还示出，OFDM符号索引从左到右沿行的方向增加，子载波索引从上到下沿列的方向增加。在这个实施例中每个子帧分配了3个OFDM符号，以提供1/9导频开销的导频方案。

图9是示出了在无线接入网络100中发送多播服务的方法的一个实施例的流程图。在步骤900，确定多播区106，其中，每个多播区106包括多个基站104和移动站102。在每个多播区106中发送的MBS业务可以为在多播区106中的每个移动站提供相同的MBS。辅助广播信道(SBCH)数据可以用于指示或提供有关一个或多个多播区106的定位的信息以及MBS控制信道(MCCH)信息。单播数据可以在单播传输中发送并且MCCH信息和MBS数据或MBS业务可以在MBS传输中发送。此外，MBS传输和单播传输可以复用，例如，利用时分复用(TDM)，利用子帧322。MCCH、MBS数据和单播数据可以替代地使用TMD、频分复用(FDM)或者其它复用算法进行复用。

在步骤910中，MBS控制信道信息被生成，其中MBS控制信道信息包括物理层传输参数。MBS控制信道信息在步骤920被共同编码并且在步骤930中建立MBS发送周期201。导频符号，例如用于小区或大区的导频符号710或者用于大面积小区的导频符号810可被插入到MBS数据中以形成一个或多个MBS数据包。导频符号可被用于确定在其它信道质量指示器中的服务质量指示器，例如频率偏移预估和信号与干扰噪声比(SINR)。

在步骤940，MBS控制信道信息和MBS数据在MBS发送周期中被发送。物理层传输参数可在发送前被插入到MBS数据中。在本实施例中，MBS控制信道信息在MBS传输周期的开始被发送。

这些实施例可以参考例如指令、功能、工艺、数据结构、应用程序、配置等数据进行描述。在本说明书中，为披露目的，术语“程序”表示广义的软件组件和构件，包括应用程序、驱动、过程、程序、方法、模块和子程序。术语“程序”可以用于表示一个完整的编译单元(即，一组可独立编译的指令)，一个编译单元的集合，或者一部分编译单元。而且，术语“程序”可以用于表示任何指令的集合，其中当有无线接入网络100执行时，其执行所需的多播服务发送。在无线接入网络100中的程序可被认为是软件环境组件。

在此讨论的操作通常通过以代码指令形式嵌入在无线接入网络120的主处理器和微控制器、验证、授权和记账服务器111、内容服务器112、基站104和/或移动站中的适当的固件或者软件的执行来进行。进而，本发明的实施例可以包括在某些形式的处理核心或者在机器可读存储介质上执行的一组指令。机器可读存储介质包括用于存储或发送机器可读形式的信息的机构(例如，计算机)。例如，机器可读介质可以包括制造器件，例如只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、磁盘存储介质、光盘存储介质、闪存设备等。此外，机器可读介质可以包括传输信号，例如电的、光学的、声学的或其他形式的传播信号(例如，载波、红外信号、数字信号等等)。

虽然已经详细描述了本发明的特定特征，但是应该知道，各种变化、替代、改变、等同替换都是可以进行的。应该知道，附随的权利要求将所有这些变化和改变纳入到本发明的保护范围中。

Claims

1.一种在无线接入网络中提供多播服务(MBS)的方法，包括：

创建包括多个基站和移动站的MBS区；

生成MBS控制信道信息，所述MBS控制信道(MCCH)信息包括用于多个MBS数据脉冲的每一个的物理层传输参数；

共同编码所述MBS控制信道信息；

建立MBS发送周期；以及

在MBS发送周期中发送MBS控制信道信息和MBS数据，其中所述MBS控制信道信息在MBS发送周期的开始被发送。

2.根据权利要求1的方法，包括发送辅助广播信道(SBCH)数据，用于指示MBS区位置和MBS控制信道信息(MCCH)。

3.根据权利要求2的方法，包括在单播传输中发送单播数据并且在MBS传输中发送MBS控制信道(MCCH)和MBS数据。

4.根据权利要求3的方法，进一步包括利用子帧时分复用(TDM)所述MBS传输和单播传输。

5.根据权利要求1的方法，进一步包括复用MBS控制信道信息、MBS数据和单播数据。

6.根据权利要求1的方法，进一步包括向MBS数据中插入导频符号以形成MBS数据包。

7.根据权利要求1的方法，进一步包括向MBS数据中插入物理层传输参数。

8.一种系统，包括：

核心服务网络；以及

接入服务网络，用于从所述核心服务网络接收多播数据，所述接入服务网络包括：

多播服务控制器(MBSC)用于创建包括多个基站和移动站的多播服务(MBS)区；以及

在每个基站中的MBS代理(MBSA)，用于在MBS发送周期中发送MBS控制信道信息和MBS数据，其中所述MBS控制信道信息在MBS发送周期的开始被发送。

9.根据权利要求8的系统，其中所述MBSA发送辅助广播信道(SBCH)数据用于指示MBS区位置和MBS控制信道信息(MCCH)。

10.根据权利要求9的系统，其中包括在单播传输中从MBSA发送单播数据并且在MBS传输中从MBSA发送MBS控制信道(MCCH)和MBS数据。

11.根据权利要求10的系统，进一步包括在子帧中利用主处理器时分复用(TDM)所述MBS传输和单播传输。

12.根据权利要求8的系统，进一步包括利用MBSA复用MBS控制信道信息、MBS数据和单播数据。

13.根据权利要求8的系统，进一步包括利用MBSA向MBS数据中插入导频符号以形成MBS数据包。

14.根据权利要求8的系统，进一步包括利用MBSA向MBS数据中插入物理层传输参数。

15.一种机器可访问介质，用于提供指令，当被访问时，使得接入服务网络执行如下操作：

创建包括多个基站和移动站的MBS区；

共同编码所述MBS控制信道信息；

建立MBS发送周期；以及

16.根据权利要求15的机器可访问介质，进一步包括发送辅助广播信道(SBCH)数据用于指示MBS区位置和MBS控制信道信息(MCCH)。

17.根据权利要求16的机器可访问介质，包括在单播传输中发送单播数据并且在MBS传输中发送MBS控制信道(MCCH)和MBS数据。

18.根据权利要求17的机器可访问介质，进一步包括利用子帧时分复用(TDM)所述MBS传输和单播传输。

19.根据权利要求15的机器可访问介质，进一步包括复用MBS控制信道信息、MBS数据和单播数据。

20.根据权利要求15的方法，进一步包括向MBS数据中插入导频符号以形成MBS数据包。