CN101946459B - 用于可靠的广播/组播服务的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用户终端(20)用于对基于IP的多媒体广播/组播服务进行操作的方法。所述方法包括:存储(S3)与用户服务注册相关的信息,所述用户服务注册是使用针对广播/组播服务建立以实现用户终端(20)与服务节点(40)之间的连接的IP连接(如分组数据协议PDP上下文)来执行(S2)的。所述信息是一种能够使受到IP连接丢失影响的任何用户服务中的至少一些用户服务重新注册(S7)的信息。在一个实施例中,多媒体广播/组播服务是3GPP多媒体广播/组播服务MBMS,用户终端(20)是用户设备UE,服务节点(40)是广播/组播服务中心BM-SC。在另一实施例中,多媒体广播/组播服务是开放移动联盟广播OMA BCAST服务,用户终端(20)是终端,服务节点(40)是OMA BCAST订阅管理BSM节点。
Description
技术领域
本发明涉及在通信网络中使用的方法和设备,具体涉及包括多媒体广播/组播服务的情况。
背景技术
MBMS(多媒体广播/组播服务)是3GPP网络中的特征,能够通过3G网络上的组播/广播传输来提供服务。当大量用户同时对相同服务感兴趣时(例如在移动TV中),这有助于节约网络资源。由于可以由多个用户接收相同的组播/广播传输,因此实现了资源节约,并且,所使用的网络资源的量不依赖于接收机数目(对于单播服务则是这种情况)。
多媒体广播/组播服务已经变得普遍,由于移动手持设备已经变得能够经由无线网络接收多媒体内容,这变得更加普遍。
在UMTS陆地无线接入(UTRA)中引入多媒体广播组播服务(MBMS)[3GPP-23246-720-MBMS-architecture、3GPP-22146-820-MBMS-stage1、3GPP-25346-730-MBMS-stage2]提供了用于MBMS承载服务的优化传输的技术,如点对多点传输、点对多点(PTM)和点对点(PTP)承载之间的选择性合并和传输模式选择。定义了MBMS逻辑传输信道,并将其映射至物理信道。基本逻辑信道如下:
(a)MBMS点对多点控制信道(MCCH):该逻辑信道用于网络与用户设备(UE)之间的控制平面信息的PTM下行链路传输。
(b)MBMS点对多点业务信道(MTCH):该逻辑信道用于网络与UE之间的用户平面信息的PTM下行链路传输。
(c)MBMS点对多点调度信道(MSCH):该逻辑信道用于网络与UE之间MBMS服务传输调度的PTM下行链路传输。
如附图的图1示意性示出的,根据功能将MBMS架构垂直分为两 层:MBMS承载服务层14和MBMS用户服务层12。MBMS中的关键节点是BM-SC(广播/组播服务中心)4,BM-SC 4向UE(用户设备)2发送MBMS服务数据。BM-SC 4位于GGSN(网关GPRS支持节点)10之后。UE 2经由无线接入网(RAN)6和服务GPRS支持节点(SGSN)8与GGSN 10通信。
MBMS用户服务层12定义在BM-SC 4与UE 2之间。MBMS用户服务(在TS 26.346中规定;Multimedia Broadcase/Multicast Service(MBMS);Protocols and codecs;http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/26346.htm)由MBMS服务的实际内容(例如移动TV节目)和相关的协议和编解码器等等组成。
MBMS安全(见TS 33.246;MBMS security;http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/33246.htm)也被定义在MBMS用户服务层12。它定义了安全功能,安全功能可以用于将服务仅限制在授权用户。
MBMS承载服务14(见TS 23.246;MBMS bearer service;http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/23246.htm)提供了用于传输MBMS用户服务的组播/广播传输基础设施和资源,例如组播/广播分发树。除了UE 2和BM-SC 4之外,GGSN 10、SGSN 8和RAN 6是MBMS承载服务14的一部分。
MBMS承载服务14还被划分为两种模式:组播模式和广播模式。这两种模式之间的区别大致如下。
组播模式服务仅在存在感兴趣的UE 2的区域中传输。当UE 2想要接收使用组播模式提供的MBMS服务时,UE 2通过缺省PDP(分组数据协议)上下文向GGSN 10发送IGMP(因特网组管理协议)加入请求。这将导致对UE 2和BM-SC 4之间的路径上的每个网络节点(包括UE 2和BM-SC 4)创建MBMS UE上下文,并且相应地更新组播分发树(见TS 23.246的条款8.2)。简而言之,在MBMS承载级别上,网络知晓UE。
一般而言,在特定区域中传输广播模式服务,而与是否存在UE 2无关。当UE 2想要接收使用广播模式提供的MBMS服务时,UE 2 对其自身进行本地配置,以接收该传输,并且不在承载级别联系网络(见TS 23.246的条款8.12)。简而言之,在MBMS承载级别上,网络不知晓UE 2。
MBMS安全独立于组播和广播模式,因为它是MBMS用户服务层12的功能。这意味着,组播模式和广播模式服务都可以使用MBMS安全来保护。当UE 2想要接收受保护的服务时,除了上述承载级别动作之外,UE 2还在MBMS用户服务层12上向BM-SC 4注册,以得到所需的MBMS服务密钥。
在MBMS安全中,UE 2使用PDP上下文(PDP上下文向UE 2提供IP连接)来向MBMS用户服务注册和注销。相同的PDP上下文还被BM-SC 4用于将MBMS服务密钥(MSK)更新消息推送至UE 2。这是可能的,因为BM-SC 4在PDP上下文上从UE 2接收注册消息时存储了UE 2的IP地址。附图的图2中示意性示出了这一点。
本申请人认识到,可能出现一种情况,其中由于某种原因删除了PDP上下文(或由另一PDP上下文所替换),这将意味着,UE 2的相关联IP地址将不再有效,如附图的图3中示意性表示的。
然而,BM-SC 4不知道该IP地址不再有效,并且将继续向不存在的IP地址发送MBMS服务密钥(MSK)消息。这些MSK消息将在GGSN 10中被丢弃,因为GGSN 10不能识别消息中的目的地IP地址。
PDP上下文被删除或替换的可能原因见TS 24.008第6.1.3.4.2章节:“规则去激活”、“网络故障”、“运营商确定的禁止”、或“请求重新激活”。用户可能未注意到删除或替换,因为PDP上下文仅用于后台密钥管理,实际的MBMS内容通过MBMS承载发送。
因此,UE 2可能未及时接收到MBMS服务密钥,这些服务密钥是解密服务所需的;或者,如果该IP地址被快速分配给另一UE 2,则MBMS服务密钥消息可能被发送至错误的UE 2(向错误的UE发送服务密钥不会破坏MBMS安全,因为服务密钥是使用UE专用的高层密钥来加密的)。
当前的安全规范(TS 33.246)规定,UE 2可以从接收的MBMS内容的密钥标识符注意到它不具有正确的MSK以解密服务。这可以 触发UE 2从BM-SC 4取回新的MSK。为此,如果UE 2不具有任何有效的PDP上下文,则UE 2将必须建立的新的PDP上下文。该机制的问题在于,UE 2可能已经接收到使用缺少的MSK加密的一些实时内容。这将意味着,在UE 2取回并安装正确的MSK之前,将出现服务中断(例如在移动TV节目中)。
当前,针对组播模式和广播模式,以不同方式来处理PDP上下文的丢失。
首先描述针对组播模式的当前方法。在这种场景中,如TS 23.246条款6.1中定义的,UE 2、SGSN 8、GGSN 10和BM-SC 4已经存储了建立组播分发树所需的UE专用MBMS UE上下文。该MBMS UE上下文是使用MBMS承载级激活过程来建立的。
此外,UE 2和SGSN 8已经存储了PDP上下文(所谓链接的NSAPI或网络层服务接入点标识符)与MBMS UE上下文之间的关联,如附图的图4中示意性示出的。
如果UE 2、SGSN 8或GGSN 10删除了PDP上下文,则SGSN 8将启动组播服务去激活过程以删除所有节点中的MBMS UE上下文(见TS 23.246条款8.7)。
该组播服务去激活过程也将到达BM-SC 4,然后,BM-SC 4将知道针对该UE 2的MBMS承载服务(和MBMS UE上下文)已经去激活,然后BM-SC 4将假定:针对该UE 2,与去激活的MBMS承载服务相关的MBMS用户服务也被去激活。然后,BM-SC4知道它不应再向UE 2发送MBMS服务密钥更新消息。
该组播服务去激活过程也将到达UE 2,用户可能会注意到MBMS服务故障。当然,这意味着服务中断。然后,用户可以重新发起MBMS用户服务(此时这将意味着激活新PDP上下文和再次激活MBMS承载服务)。
现在转到针对广播模式的当前方法,广播模式的问题不同,因为在MBMS承载级别,网络不知晓UE 2,这是由于在SGSN 8、GGSN10或BM-SC 4中未存储UE专用MBMS UE上下文。因此,网络不知道特定PDP上下文是用于MBMS密钥管理。需要考虑两种不同情况:(a)UE发起的PDP上下文删除;以及(b)网络发起的PDP上下文删除。
在TS 33.246的条款6.3.2.1A中,已经覆盖了UE发起的PDP上下文删除的情况,该条款规定,直到UE 2已经从MBMS用户服务注销之前,UE 2不应删除PDP上下文(用于密钥管理)。在TS 33.246的6.3.1中还规定,PDP上下文应当是交互式或后台QoS(服务质量)类别,已知这些类别具有较长生存期。(PDP上下文是否仍可能被意外删除(例如通过用户动作)仍待确定)。
然而,在当前规范中未覆盖网络发起的PDP上下文删除。尽管PDP上下文可以具有较长生存期,但是PDP上下文仍可能由于某种原因(例如网络故障)被网络(即SGSN 8或GGSN 10)删除。在这种情况下,BM-SC 4将不知晓UE IP地址不再有效,它将继续向不存在的IP地址发送MBMS服务密钥(MSK)消息,如图3中表示以及如上所述的。这是一个问题,因为在广播模式中,中间节点(即SGSN 8和GGSN 10)不知晓删除的PDP上下文用于MBMS,因此它们可能也不将其指示给BM-SC 4。因此,UE 2将不能及时接收所需密钥,由于UE 2不能解密MBMS用户服务,因此对于UE 2,服务将中断。
期望解决这一问题。
WO 99/48246公开了一种用于在组播环境中在终端用户与组之间重新建立丢失的组播连接的方案。
发明内容
根据本发明的第一方面,提供了一种用户终端在基于IP的多媒体广播/组播服务中使用的方法,所述方法包括:针对广播/组播服务,建立基于IP的连接,以注册广播/组播服务并进行用户终端与服务节点之间的安全密钥管理;存储与使用基于IP的连接来执行的用户服务注册相关的信息;以及在基于IP的连接丢失之后:建立新的基于IP的连接,或选择另一有效的基于IP的连接,以替换丢失的基于IP的连接;以及使用存储的信息,对受到所述丢失影响的任何用户服务中的至少一些用户服务进行重新注册,所述重新注册是使用替换的基于 IP的连接来执行的。
IP连接可以包括分组数据协议PDP上下文。
多媒体广播/组播服务可以是3GPP多媒体广播/组播服务MBMS,用户终端是用户设备UE,服务节点是广播/组播服务中心BM-SC。
基于IP的连接可以经由服务通用分组无线服务支持节点SGSN,在用户终端与网关通用分组无线服务支持节点GGSN之间建立。
多媒体广播/组播服务可以是开放移动联盟广播OMA BCAST服务,用户终端是终端,服务节点是OMA BCAST订阅管理BSM节点。
用户终端应被解释为覆盖能够向与广播/组播服务的服务节点通信的设备的用户提供广播/组播服务的任何类型的设备。这包括至少MBMS UE和OMA BCAST终端。
所述方法可以包括:向服务节点发送用户终端的新IP地址,以便服务节点用于通过替换的基于IP的连接向用户终端发送密钥消息。密钥消息可以是携带密码或其他类型的安全密钥的消息。
密钥消息可以是MBMS服务密钥MSK消息。
密钥消息可以是OMA BCAST长期密钥消息LTKM。
所述方法可以包括:监控IP连接的丢失。
所述方法可以包括:与多个基于IP的连接中的每一个相关地执行所述方法。
IP连接的丢失可以由网络故障或其他原因导致。
根据本发明的第二方面,提供了一种在基于IP的多媒体广播/组播服务中用作用户终端或用于用户终端的设备,包括:被配置为针对广播/组播服务,建立基于IP的连接,以注册广播/组播服务并进行用户终端与服务节点之间的安全密钥管理的部分;被配置为存储与使用基于IP的连接来执行的用户服务注册相关的信息的存储装置;以及被配置为在基于IP的连接丢失后执行以下操作的部分:建立新的基于IP的连接,或选择另一有效的基于IP的连接,以替换丢失的基于IP的连接;以及使用存储的信息,对受到所述丢失影响的任何用户服务中的至少一些用户服务进行重新注册,所述重新注册是使用替换的基于IP的连接来执行的。
根据本发明的第三方面,提供了一种程序,用于控制设备以执行根据本发明第一方面的方法,或者在加载入设备时,使设备变为根据本发明第二方面的设备。所述程序可以承载在载体介质上。载体介质可以是存储介质。载体介质可以是传输介质。
根据本发明的第四方面,提供了一种由根据本发明第三方面的程序来编程的设备。
根据本发明的第五方面,提供了一种存储介质,包含根据本发明第三方面的程序。
本发明的实施例具有以下优点中的至少一个:
·在用于密钥管理的PDP上下文突然被删除的情况下,确保受保护的MBMS用户服务的连续性
·避免BM-SC向不存在的IP地址发送密钥管理消息
尽管本发明的实施例解决的问题在组播模式(其中BM-SC将注意到PDP上下文已经丢失,它还可以停止发送MSK消息)和广播模式(其中BM-SC不会注意到丢失的PDP上下文,将尝试发送不必要的MSK消息)中略有差别,但是根据本发明实施例的方案对于组播和广播模式均有效,因为本发明实施例的效果是对丢失的PDP上下文做出快速反应。
附图说明
图1,以上讨论过,示意性示出了MBMS用户服务和MBMS承载服务;
图2,以上也讨论过,示意性示出了通过PDP上下文来发送MSK消息;
图3,以上也讨论过,示意性示出了如何删除PDP上下文以及MSK消息不再到达UE;
图4,以上也讨论过,示意性示出了MBMS组播模式中PDP上下文与MBMS UE上下文的关系;
图5A和5B包含示意了在本发明的MBMS实施例中执行的步骤的流程图;
图6示意性示出了实现本发明以执行图5A和5B的步骤的用户设备的部件;
图7是在本发明的实施例中BM-SC如何使用新PDP上下文来发送MSK消息的示意图;以及
图8A和8B包含示意了在本发明的OMA BCAST实施例中执行
具体实施方式
现在参照图5A、5B、6和7来描述本发明的实施例。图5A和5B包含示意了在本发明的实施例中由UE 20、SGSN 80、GGSN 100和BM-SC40执行的步骤的流程图,而图6示意性示出了用于执行图5A和5B的步骤的UE 20的部件。
在步骤S1,建立PDP上下文以实现UE 20与BM-SC 40之间的连接;为此,UE 20使用PDP上下文建立部分22来建立PDP上下文。在UE 20与GGSN 100之间建立PDP上下文,从而实现了UE 20与BM-SC 40之间通过PDP上下文的连接。在执行步骤S1期间,向UE 20分配IP地址。
在步骤S2,用户决定对各种用户服务进行注册,作为响应,UE 20通过PDP上下文来执行各种MBMS用户服务注册,使用用户服务注册部分24来注册用户服务;这些用户服务注册将通常在一段时间内进行。在BM-SC 40中,UE 20被注册为这些用户服务的接收机,从IP分组源地址中检索UE 20的IP地址并存储用于将来的MSK密钥推送消息。对此,BM-SC 40还使用PDP上下文来向UE 20推送MSK消息,如TS33.246的6.3.2.1A中定义并在图5A的步骤S4中表示的。
UE 20跟踪PDP上下文和已经在步骤S2中使用PDP上下文执行的MBMS用户服务注册,在步骤S3中将该信息存储在用户服务信息存储部分25中(或备选地,存储在UE 20可访问的远程存储位置)。该信息例如以表格形式表示用户服务ID与用于注册用户服务的PDP上下文(NSAPI)之间的关系。
在步骤S5,UE 20使用PDP上下文可用性检查部分26来检查或监控PDP上下文的可用性(针对该PDP上下文的信息存储在存储部分25中)。如果UE 20确定该PDP上下文仍可用,则UE 20继续执行步骤S5的检查。可以以各种方式来执行该检查:例如,可以以规则的间隔来执行检查,或者UE 20可以等待指示PDP上下文不再可用的消息。UE 20可以发现网络发起的PDP上下文删除,如TS 23.060中的9.2.4.2和9.2.4.3所述(General Packet Radio Service(GPRS);Service description http://www.3gpp.org/ftp/Specs/html-info/23060.htm)。
如果UE 20确实注意到PDP上下文已经丢失,则在步骤S6中,UE20使用建立部分22建立并激活新PDP上下文;在该过程期间,向UE 20分配新IP地址。然后,在步骤S7,UE 20使用注册部分24,使用步骤S6中建立的新PDP上下文来对所有受影响的MBMS用户服务(或其子集)执行重新注册。(在MBMS组播模式的情况下,这将导致针对用户激活MBMS承载服务,但是这对安全方案而言是透明的。)
步骤S7还向BM-SC 40提供了UE 20的新IP地址,这允许BM-SC 40使用与新PDP上下文相关的新IP地址,继续向UE 20发送MBMS服务密钥(MSK)消息,如步骤S8所示并在UE中由接收部分28来执行以接收MSK消息。按照这种方式,UE 20能够在不中断密钥管理的情况下享用MBMS用户服务。
作为备选,不激活新PDP上下文,而是如果有其他有效的PDP上下文可用,则UE 20可以配置为使用这些PDP上下文之一。
本发明的实施例适用于广播和组播模式,先前提出的用于组播模式的机制仅允许向BM-SC通知PDP上下文去激活。
在MBMS的环境中描述了上述实施例,但是可以认识到,相同的概念可以应用于其他可比的环境中。例如,本发明的实施例还可以用于开放移动联盟(OMA)移动广播(BCAST)场景;OMA BCAST是针对移动TV和视频点播服务的规范。
上述与MBMS相关的实施例可以容易地适于在OMA BCAST环境中提供相应方案,图8A和8B示意了本发明的OMA BCAST备选实施例的操作。显而易见,OMA过程整体上等效于MBMS过程,只是消息和节点的名称不同。因此,不需要详细解释OMA BCAST实施例,只需要注意以下差别:MBMS的UE在OMA BCAST中被称为终端;MBMS的BM-SC在OMA BCAST中被称为OMA BSM(BCAST订阅管理);MBMS的MSK消息在OMA BCAST中被称为LTKM(长期密钥消息);以及MBMS的用户服务注册请求在OMA BCAST中被称为注册请求。
记住这些差别,本领域技术人员很容易能够基于以上关于MBMS的描述来实现OMA BCAST实施例。OMA使用与MBMS相同的PDP上 下文连接作为下层IP连接,即适用对这些规范的相同引用。注册和密钥管理的OMA具体细节在可以从www.openmobilealliance.org得到的以下规范文献中描述:“Mobile Broadcast Services”OMA-TS-BCAST_Services-V1_0-20080103-D;以及“Service and Content Protection for Mobile Broadcast Services”OMA-TS-BCAST_SvcCntProtection-V1_0-20071218-D。
可以认识到,一个或多个上述组件的操作可以由在设备或装置上操作的程序来控制。这种操作程序可以存储在计算机可读介质上,或者可以例如以信号(如从因特网站点提供的可下载数据信号)来实现。所附权利要求应被解释为覆盖操作程序本身,或载体上的记录,或信号,或其它任何形式。
尽管以上已经参照具体实施例描述了本发明,本领域技术人员可以理解,在不背离所附权利要求所限定的本发明的范围的前提下,可以进行各种改变、替换和变化。
例如,本领域技术人员容易认识到,广播/组播服务不仅适用于移动网络,也同样适用于固定网络,并且本发明可以容易地应用于这种场景中。在固定网络中,IP连接可能不总是PDP上下文(如以上关于MBMS和OMA BCAST所述)。本发明适用于用户终端(不论MBMS UE或OMA BCAST终端或用户操作的某种其他类型的终端)在任何类型的网络(不论移动或固定)中操作基于IP的多媒体广播/组播服务(不论MBMS服务或OMA BCAST服务或某种其他这样的服务)的一般情况。作为基础的方法包括:存储与用户服务注册相关的信息,所述用户服务注册是使用针对广播/组播服务建立以实现用户终端和服务节点(不论MBMS BM-SC节点或OMA BSM节点或某种其他对应节点)之间的连接的某种IP连接(不论PDP上下文或其他)来执行的。所述信息是一种能够使受IP连接丢失影响的任何用户服务中的至少一些用户服务重新注册的信息。
Claims (13)
1.一种用户终端在基于IP的多媒体广播/组播服务MBMS中使用的方法,所述方法包括:
针对广播/组播服务,建立IP连接;
使用IP连接来执行MBMS用户服务注册;
存储与所述MBMS用户服务注册相关的信息;
监控IP连接的丢失;以及
响应于由于监控步骤而注意到IP连接的丢失:
建立新的IP连接,或选择另一有效的IP连接,以替换丢失的IP连接;以及
使用存储的信息,对受到丢失的IP连接影响的任何用户服务中的至少一些用户服务进行重新注册,所述重新注册是使用替换的IP连接来执行的。
2.如权利要求1所述的方法,其中,IP连接包括分组数据协议PDP上下文。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中,多媒体广播/组播服务是3GPP MBMS,用户终端是用户设备UE,服务节点是广播/组播服务中心BM-SC。
4.如权利要求3所述的方法,其中,IP连接是经由服务通用分组无线服务支持节点SGSN,在用户终端与网关通用分组无线服务支持节点GGSN之间建立的。
5.如权利要求1或2所述的方法,其中,多媒体广播/组播服务是开放移动联盟广播OMABCAST服务,用户终端是终端,服务节点是OMABCAST订阅管理BSM节点。
6.如权利要求1或2所述的方法,包括:向服务节点发送用户终端的新IP地址,以便服务节点用于通过替换的IP连接向用户终端发送密钥消息。
7.如权利要求3所述的方法,包括:向服务节点发送用户终端的新IP地址,以便服务节点用于通过替换的IP连接向用户终端发送密钥消息。
8.如权利要求7所述的方法,其中,所述密钥消息是MBMS服务密钥MSK消息。
9.如权利要求5所述的方法,包括:向服务节点发送用户终端的新IP地址,以便服务节点用于通过替换的IP连接向用户终端发送密钥消息。
10.如权利要求9所述的方法,其中,所述密钥消息是OMABCAST长期密钥消息LTKM。
11.如权利要求1或2所述的方法,包括:与多个这样的IP连接中的每一个相关地执行所述方法。
12.如权利要求1或2所述的方法,其中,IP连接的丢失由网络故障或其他原因导致。
13.一种在基于IP的多媒体广播/组播服务MBMS中用作用户终端或用于用户终端的设备,包括:
用于针对广播/组播服务,建立IP连接的装置;
用于使用IP连接来执行MBMS用户服务注册的装置;
用于存储与所述MBMS用户服务注册相关的信息的装置;
用于监控IP连接的丢失的装置;以及
用于响应于由于监控装置的监控而注意到IP连接的丢失而执行以下操作的装置:
建立新的IP连接,或选择另一有效的IP连接,以替换丢失的IP连接;以及
使用存储的信息,对受到丢失的IP连接影响的任何用户服务中的至少一些用户服务进行重新注册,所述重新注册是使用替换的IP连接来执行的。
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