CN101945337B - 多媒体广播和组播业务的网络层业务接入点标识符分配 - Google Patents

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Abstract

本发明提供多媒体广播和组播业务的网络层业务接入点标识符分配，公开了一种从无线网络向所述无线网络中的移动台传输与组播业务相关联的组播数据的方法，所述方法包括：为分组业务标识符保留第一数值空间，并为组播业务标识符保留第二不重叠的数值空间；从所述移动台接收组播业务标识符，其中所收到的组播业务标识符是在加入阶段过程中由所述移动台从所述第二数值空间为所述组播业务选定的；在数据传输阶段过程中，根据所选定的组播业务标识符为所述移动台建立组播通信会话；和在所建立的组播通信会话的过程中从所述无线网络向移动台传输所述组播数据。

Description

多媒体广播和组播业务的网络层业务接入点标识符分配
背景技术
本发明一般涉及无线网络，更具体地说，涉及无线网络上的多媒体广播和组播业务(MBMS)。
第三代合作伙伴计划(3GPP)提供基于GSM(全球移动通信系统)和UMTS(万用移动通信系统)的可在全球应用的无线系统规范。除忙于范围很宽的无线特征以外，3GPP还忙于MBMS。MBMS允许单向点到多点和点到点的广播和组播数据传输。当作为广播业务运行时，MBMS使数据能够从一个单一的源实体传输到业务区域中所有的移动台。当作为组播业务运行时，MBMS使数据能够从一个单一的源实体只传输到预订的移动台。
目前，为了预订或加入组播业务，移动台产生并向该网络发送一个加入消息。该加入消息会触发一个程序，以便既在网络上又在该移动台上建立MBMS上下文。在该程序的过程中，该移动台发送一个请求消息，其中包含涉及特定的组播业务的移动台特有的信息、IP组播地址、APN(接入点名称)、移动台选定的NSAPI(网络层业务接入点标识符)等。正如3GPP所规定的，该NSAPI用于网络层路径选择。原来，该NSAPI只用来索引PDP(分组数据协议)上下文。但是，3GPP随后的版本允许NSAPI也用来索引MBMS上下文。因为NSAPI数值空间只保留11个同时由PDP和MBMS共享的NSAPI值，使移动台无法预订11个以上的组播业务。因此希望能提供一个机制，使移动台能够同时预订超过11个组播业务。
发明内容
本发明包括用于增加移动台可用的组播业务数目的方法和装置。为了接收与组播业务相关联的组播数据，移动台首先要加入或预订该组播业务。在加入阶段过程中，网络和移动台交换信息，以便使移动台加入到由IP组播地址识别的特定的组播业务中。完成加入阶段之后，网络进入数据传输阶段。在数据传输阶段过程中，该网络为预订的移动台建立组播通信会话，并向预定移动台传输组播数据。
按照一个示例性实施例，该移动台在加入阶段过程中加入组播业务，而不向该组播业务分配组播业务标识符，诸如NSAPI。而是，该网络为预订移动台建立一个组播通信会话，并在数据传输阶段过程中向该组播通信会话分配一个组播业务标识符。在该组播通信会话过程中，该网络发送与所识别的IP组播地址相关联的组播数据。当该组播通信会话结束时，网络释放该组播业务标识符，以备后来供新建立的组播通信会话使用。在该实施例中，移动台能预订数目不限的组播业务，因为组播业务标识符在数据传输就绪之前是不分配的，并在该数据传输完成时立即释放。
按照另一个示例性实施例，该网络包括两个不重叠的业务标识符数值空间，其中第一数值空间是为分组业务标识符、诸如PDP NSAPI保留的，而第二数值空间是为组播业务标识符、诸如组播NSAPI保留的。在加入阶段过程中，该网络从该移动台接收一个组播业务标识符，其中该移动台从该第二数值空间选择组播业务标识符，并把选定的组播标识符分配给该组播业务。在数据传输阶段过程中，该网络根据选定的组播业务标识符建立一个组播通信会话，并在所建立的通信会话过程中向该预订的移动台发送相应的组播数据。
附图说明
图1举例说明示例性移动通信网络；
图2举例说明传统的MBMS加入和数据传输阶段用的示例性信号示意图；
图3举例说明传统的NSAPI-IE；
图4举例说明按照本发明lu模式用的点到点MBMS加入和数据传输用的示例性信号示意图；
图5举例说明按照本发明一个示例性实施例的示例性NSAPI-IE；而
图6举例说明按照本发明另一个实施例的增强的NSAPI-IE；
图7举例说明按照本发明lu模式用的点到点MBMS加入和数据传输阶段用的示例性信号示意图。
具体实施方式
图1举例说明一个其中可以实现本发明的示例性无线通信网络10。该示例性网络10包括第三代合作伙伴计划(3GPP)规定的宽带码分多址(WCDMA)系统。但是，本领域的技术人员将会意识到，本发明也可以用在基于其它的标准，诸如3GPP2所规定的CDMA 2000(TIA-2000)的移动通信网络。
无线通信网络10包括至少一个服务GPRS支持节点(SGSN)20和至少一个无线电接入网(RAN)30，用以与一个或多个移动台100接口。SGSN 20是一个核心网组件，经由广播/组播业务中心(BM-SC)，连接到一个或多个外部网络，诸如分组数据网络(PDN)。一般，SGSN20负责移动台100和外部网络之间呼叫的交换和路径选择。
RAN 30操作上连接至SGSN 20，以便使移动台100能够访问SGSN 20。RAN 30可以包括GSM EDGE无线电接入网(GERAN)或UMTS地面无线电接入网(UTRAN)。RAN 30包括至少一个基站控制器(BSC)34和多个基站(BS)36。BSC 34把RAN 30连接到SGSN20，并控制RAN 30的大部分功能。RAN 30和SGSN 20之间的接口对于GERAN周知为Gb接口，而对于UTRAN则周知为lu接口。BS36包括通过空中接口与移动台100通信用的无线电设备。在UTRAN中，BS 36称作节点B，而BSC 34称作无线电网络控制器(RNC)。本申请书使用一般术语BS和BSC，而不用标准专用术语节点B和RNC。
多媒体广播和组播业务(MBMS)是无线通信网络10向移动台100提供的一个特征。MBMS主要的目的是，在无线通信网络10内向一个或多个移动台100有效地传输广播和组播数据。MBMS广播数据定义为从单个源向一个特定区域内所有的移动台100传输的数据。MBMS组播数据定义为从由互联网协议(IP)组播地址引用的单个源向一个或多个预订移动台100传输的数据。
MBMS要求预订阶段(本文亦称为加入阶段)和数据传输阶段的实现。在加入阶段过程中，移动台100预订一个由特定的IP组播地址识别的组播业务。在数据传输阶段过程中，网络10与预订的移动台100建立一个组播会话，并向预订移动台发送组播业务数据。为了更好地理解这里描述的本发明，以下首先描述按传统方法用无线通信网络10实现的加入和数据传输阶段的细节。
图2举例说明传统的加入和数据传输阶段用的信号流示意图。图2的信号示意图一般适用于通过lu接口实现的点到点组播业务。会认识到，经过某些小调整，同一个一般程序还适用于通过Gb接口实现的点到多点组播业务。在加入阶段过程中，移动台100向SGSN 20发送一个加入组播业务的请求(步骤200)。作为响应，SGSN 20向移动台100发送一个激活MBMS上下文请求(AMCR)的请求(步骤205)。然后，移动台100选择一个组播业务标识符，在该标准中标示为网络业务接入点标识符(NSAPI)(步骤210)。选择该NSAPI之后，移动台100产生该AMCR(步骤215)，其中所产生的请求包括选定的NSAPI并识别所要求的组播业务相应的IP组播地址。移动台100向SGSN 20发送所产生的AMCR(步骤220)。作为响应，SGSN 20接纳或拒绝该请求。若SGSN 20拒绝该请求，则该通信结束；若移动台100仍旧想要加入该组播业务，则必须重复步骤200-220的过程。但是，若SGSN20接纳该请求(步骤225)，则它向移动台100发送一个接受AMCR的消息(步骤230)。AMCR的接收结束加入阶段，而移动台100现在预订了该组播业务，并能够在该预订过程中接收组播。
该MBMS将定期地向预订移动台100提供组播数据。为了把组播数据发送到移动台100，网络10首先建立一个与该移动台100的组播会话。建立组播会话和把数据转移到该移动台100的过程在该数据传输阶段中进行。在数据传输阶段过程中，SGSN 20把以前的预订移动台100选定的NSAPI映射到无线电接入承载ID(RAB-ID)(步骤235)，并建立一个与该预订移动台100的组播会话(步骤240-255)。在组播会话过程中，SGSN 20把组播数据发送到该RAN 30，它把组播数据转发到该预订移动台100(步骤260)。
图3举例说明按照现有技术由该移动台100包括在该AMCR中的一个示例性NSAPI信息元素(IE)。该NSAPI-IE是一个类型3信息元素，长度2个八位字节。该NSAPI-IEI(NSAPI信息元素标识符)占用第一个八位字节。该由移动台10在步骤210选定的NSAPI占用第二八位字节的的1-4位。该传统的NSAPI数值空间的5-8位是未使用的备用位。因为该NSAPI只有四位长度，在现有技术中只有16个唯一的NSAPI是可能的。在16个可能的数值中，五个保留，使得该移动台100只有11个可能的NSAPI可供选择。表1举例说明位1-4传统的赋值。
表1
Figure GSA00000103984000051
Figure GSA00000103984000061
用户可能想要预订多个组播业务。因为只有11个NSAPI可用来识别PDP和MBMS上下文，传统的协议使用户无法预订超过11个组播业务，并实际地将用户限制到少于11个组播业务。本发明提供用于扩展用户可以同时预订的组播业务的个数的方法。
本发明一个示例性实施例，在这里称为“扩展的”实施例，通过从该移动台100除去NSAPI选择过程来解决这个问题。按照本实施例，移动台100加入用户选择的组播业务，而又在加入阶段过程中不选择NSAPI。作为代替，网络10在数据传输阶段过程中选择NSAPI并利用该选定的NSAPI建立一个组播通信会话。因此，按照这个示例性实施例，网络对每一个正在进行的组播会话分配不同的NSAPI，而不是让该移动台100为每一个组播业务分配不同的NSAPI。在该实施例中，当该组播会话结束时，释放该NSAPI，因而可以为后续组播会话重新使用。另外，这个实施例使用一个扩展的NSAPI，它允许多达16个同时进行的组播会话。但是，移动台100可以预订数目不限的组播业务。
图4举例说明按照该扩展的实施例通过lu接口提供的点到点组播业务用的信号流示意图。步骤300和305对应于图2的步骤200和205。移动台100从SGSN 20收到该AMCR请求(步骤305)之后，该移动台100产生AMCR，而又不选择NSAPI(步骤310)。结果，尽管在所产生的AMCR中包括像IP组播地址、接入点名称(APN)、MBMS协议配置选项等这样的信息，但发送到SGSN 20的AMCR(步骤320)却不包括NSAPI。若SGSN 20接纳该AMCR，则SGSN 20向移动台100发送一个接受消息(步骤330)，以便完成该加入阶段。
在数据传输阶段过程中，SGSN 20发起与该移动台100的组播会话。该SGSN 20发送一个请求到RAN 30，以便为该组播会话建立无线电接入承载(RAB)。RAN 30从一个扩展的NSAPI数值空间选择NSAPI，在图5中举例说明，并把该选定的NSAPI映射到RAB-ID(无线电接入承载身份)(步骤345)。RAN 30作为信道设置程序的一部分向该移动台100提供RAB-ID(步骤350)。通过完成该信道和RAB设置程序(步骤355，360)，网络10为预订移动台100建立一个组播通信会话。在该组播通信会话过程中，SGSN 20向该预订移动台100发送与该BM-SC提供的IP组播地址相关联的组播数据(步骤365)。完成该数据传输之后，该组播会话结束，并释放所分配的NSAPI。
正如上面讨论的，RAN 30从一个由NSAPI-IE定义的扩展的NSAPI数值空间选择NSAPI，如图5所示。按照该扩展的实施例，正如上面表1中定义的，分配NSAPI-IE第二个八位字节的低四位，位1-4，其中数值5-15现在只是为PDP定义的。但是，高四位，位5-8定义为扩展的NSAPI数值空间，并只为MBMS定义NSAPI。表2举例说明该扩展的NSAPI数值空间的位5-8用的赋值。
表2
Figure GSA00000103984000081
当网络10为通过lu接口的点到点业务设置组播通信会话时，RAN30把低位、位1-4设置为0001，并从该扩展的NSAPI数值空间选择4位NSAPI，以便产生该完全的8位NSAPI。于是，按照该扩展的实施例，该8位NSAPI包括一个固定的部分(位1-4)和一个可变的部分(位5-8)。由于这个实现，该扩展的实施例提供16个NSAPI，专门用于16个同时的组播会话，而同时维持原来的11个由1-4位只为PDP分配的NSAPI。
类似的程序也适用于通过Gb接口传输的点到多点组播业务。对于这种情况，该点到多点组播业务用的加入阶段等同于图4所示的点到点组播业务。但是，在数据传输阶段过程中，SGSN 20把传统的NSAPI设置为1，其识别Gb模式用的组播业务，如表1所示。
该扩展的实施例，较之通过传统的MBMS提供的组播业务，有几个优点。首先，因为在加入阶段过程中移动台100不给特定的组播业务分配特定的NSAPI，该移动台100可以预订个数不限的组播业务。另外，因为网络10给特定的组播会话，而不是给一个特定的组播业务分配一个特定的NSAPI，在该组播通信会话结束时，释放每一个NSAPI。因此，该扩展的实施例使该网络10能够为在时间上不重叠的不同的组播会话重新使用NSAPI。再则，因为数值0-15，正如由该NSAPI数值空间的位5-8定义的，是为MBMS保留的，而且因为数值5-15，正如位1-4定义的，是为PDP保留的，所以该扩展的实施例消除了把NSAPI分配给MBMS业务(由RAN 30分配)和分配给PDP业务(由该移动台100分配)之间的任何冲突。这简化了并行地为多个MBMS和PDP业务支持建立和释放RAB的移动台的实现。
按照另一个示例性实施例，在这里作为“增强”的实施例所指的，移动台100为组播业务选择一个增强的NSAPI作为该加入阶段的一部分。正如下面进一步讨论的，该移动台100从与传统的NSAPI-IE分离的增强的NSAPI-IE选择该增强的NSAPI。根据该选定的增强的NSAPI建立组播通信会话之后，网络10在该建立的通信会话过程中把该组播数据发送到移动台。
图6举例说明该增强的NSAPI-IE。该增强的NSAPI-IE包括第一八位字节中的增强的NSAPI-IEI和和第二八位字节中的8位增强的NSAPI数值空间。正如表3所示，该增强的NSAPI使用NSAPI-IE中的第二个八位字节中的所有8位，其中数值0-127保留，而数值128-255用来识别通过lu接口的点到点组播业务的MBMS上下文。因而，该增强的NSAPI-IE提供多达128个不同的NSAPI，以便使移动台100能够加入多达128个不同的组播业务。
表3
  8位NSAPI   分配
  00000000-01111111   保留
  10000000-11111111   MBMS用的NSAPI 128-255
因为该网络现在包括一个与传统的NSAPI-IE分离的增强的NSAPI-IE，而且因为PDP NSAPI选自由传统的NSAPI-IE提供的数值空间，所以该增强的实施例提供不重叠的MBMS和PDP NSAPI数值空间，这避免使MBMS和PDP业务不得不共享NSAPI。另外，因为MBMS和PDP NSAPI数值空间不重叠，所以该移动台100没有给PDP上下文和MBMS上下文分配同一NSAPI数值的风险。
另外，该MBMS数值空间大于PDP数值空间，这使移动台100能够预订个数较多的组播业务。在该示例性实施例中，该增强的NSAPI数值空为组播业务间分配128个不同的NSAPI。结果，移动台100一次可以预订多达128个不同的组播业务，较之传统的系统允许的11，有重大改进。但是，本领域的技术人员将会认识到，该增强的NSAPI数值空间可以为MBMS分配额外的NSAPI，诸如任何或全部数值16-127，目前表3所示作为保留的，只要为MBMS分配的NSAPI数值不与为PDP分配NSAPI数值重叠。
图7举例说明该增强的实施例用的示例性信号流图。在图7中，用图4中的步骤号识别的步骤与图4的步骤等同。移动台100从SGSN20接收AMCR的请求之后(步骤305)，该移动台100从该MBMS增强的NSAPI数值空间选择一个增强的NSAPI(步骤312)，并产生AMCR(步骤317)。通过选择该增强的NSAPI，移动台100把选定的NSAPI分配给一个特定的组播业务，只要该移动台100维持对该组播业务的预订。生成包括该选定的增强的NSAPI的AMCR之后，移动台100把该AMCR发送到SGSN 20(步骤322)。若SGSN 20接纳该请求(步骤325)，则该SGSN 20向移动台100发送一个接受消息(步骤330)，以完成加入阶段。
在数据传输阶段过程中，SGSN 20建立一个与该移动台100的组播会话。SGSN 20把该增强的NSAPI映射到RAB-ID(步骤337)，并建立一个与移动台100的组播通信会话(步骤340-360)。在该组播通信会话过程中，SGSN 20向移动台100发送与该IP组播地址相关联的组播数据(步骤365)。
该增强的实施例，较之传统的的MBMS，有几个优点。首先，该增强的实施例提供n个不同的NSAPI，亦即，128个不同的NSAPI，用于MBMS定义的组播业务。另外，该n个不同的NSAPI使移动台100能够预订多达n个不同的组播业务。再者，因为该MBMS的NSAPI不再与该PDP的NSAPI相交或重叠，该增强的实施例消除了为MBMS和为PDP业务分配NSAPI之间的任何冲突。
上面利用诸如MBMS、NSAPI、RAB-ID等3GPP专用术语描述本发明，但是，会认识到，本发明适用于使用组播标识符、亦即NSAPI和/或连接标识符、亦即RAB-ID作为预订组播业务和/或从组播业务接收数据的过程的一部分的任何无线通信系统。
当然，在不脱离本发明的基本特性的情况下，本发明可以用不同于在本文具体提出的方法进行。这些实施例在所有方面均应被认为是说明性的，而不是限制性的，在所附的权利要求书的意义和等效范围出现的所有变化均拟包括于其中。

Claims (8)

1.一种从无线网络向所述无线网络中的移动台传输与组播业务相关联的组播数据的方法，所述方法包括：
为分组业务标识符保留第一数值空间，并为组播业务标识符保留第二不重叠的数值空间；
从所述移动台接收组播业务标识符，其中所收到的组播业务标识符是在加入阶段过程中由所述移动台从所述第二数值空间为所述组播业务选定的；
在数据传输阶段过程中，根据所选定的组播业务标识符为所述移动台建立组播通信会话；和
在所建立的组播通信会话的过程中从所述无线网络向移动台传输所述组播数据。
2.权利要求1的方法，其中所述第一数值空间包括第一数值范围，以及所述第二数值空间包括不同于所述第一数值范围的第二数值范围。
3.权利要求2的方法，其中所述第一数值范围包括在5和15之间范围的数值，而所述第二数值范围包括在128和255之间范围的数值。
4.权利要求1的方法，还包括结束所述组播通信会话并为随后与同一组播业务相关联的组播通信会话保留所分配的组播业务标识符。
5.权利要求1的方法，其中所述组播业务标识符被标示为网络层业务接入点标识符NSAPI。
6.权利要求1的方法，还包括在数据传输阶段过程中把所述组播业务标识符映射到连接标识符。
7.权利要求1的方法，其中所述组播通信会话包括点到点的组播通信会话。
8.一种配置成向移动台传输与组播业务相关联的组播数据的无线网络，所述无线网络包括：
无线电接入网，配置成通过无线接口与所述移动台通信；和
核心网，操作上连接到所述无线电接入网，其中所述核心网配置成：
为分组业务标识符保留第一数值空间，并为组播业务标识符保留第二不重叠的数值空间；
在加入阶段过程中，接收所述移动台从所述第二数值空间为所述组播业务选定的组播业务标识符；
在数据传输阶段过程中，根据所选定的组播业务标识符为所述移动台建立组播通信会话；和
在所建立的组播通信会话的过程中向所述移动台传输组播数据。
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