CN105472478A - 广播网络和蜂窝网络协同传输方法和系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种广播网络和蜂窝网络协同传输方法，包括：用户设备判断订阅的业务类型；如果是第一类业务，则用户设备从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包，解码出基本流数据；如果是第二类业务，则用户设备从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包，解码出基本流数据；并从蜂窝网络接收多媒体数据的增强流数据包，解码出增强流数据；并将解码出的基本流数据和增强流数据进行叠加码合并；其中，所述基本流数据包和增强流数据包是对多媒体数据进行叠加码编码得到的。本申请还公开了另一种方法及对应的系统。应用本申请，能够在无线通信网络中满足差异化的用户需求，同时实现较高的频谱效率和较低的用户资费开销，保证用户的服务质量。

Description

广播网络和蜂窝网络协同传输方法和系统

技术领域

本申请涉及无线通信技术领域，尤其涉及ー种基于叠加码的广播网络和蜂窝网络协同传输方法和系统。

背景技术

随着无线通信技术的发展，多媒体信息服务的需求正在以指数级的速度不断增长，而无线通信网络的容量又受到信道容量和频谱资源的约束，需求和供应之间的矛盾给无线通信领域带来了巨大的技术挑战。

在现有的无线通信网络中，有以广播方式提供服务的网络，比如CMMB(ChinaMobileMultimediaBroadcast，中国移动多媒体广播)以及DVB(DigitalVideoBroadcasting，数字视频广播)。随着移动通信网络的发展，蜂窝网络的传输能力和容量大幅度提升，也能够支持一定的数据服务，比如LTE(LongTermEvolution，长期演进)系统中的MBMS(MultimediaBroadcastMulticastService,多媒体广播组播业务)能够支持在多个小区中建立单频网，提供广播组播业务。

传统的广播网络具有覆盖范围广，频谱利用率高的优势，但是不具有用户反馈和交互的能力。传统的蜂窝网络单播资源十分宝贵，其提供的广播业务会向用户收取较高的资费。

值得注意的是，随着各种电子消费品的出现，用户终端也存在着显著的差异，同时，不同的用户对于同一多媒体数据的服务需求也不同。比如，有的用户终端分辨率较低，这类用户需要的视频业务可以是标清视频。如何满足不同用户的需求，同时降低用户的资费开销，并实现网络的资源利用率最大化是本申请尝试解决的技术问题。

与本申请相关的现有技术一是在LTE系统中通过单频组网的方式来承载MBMS业务，单频网基站发送MBMS业务数据，其业务数据包括基本流和增强流；单频网边缘的基站接收单频网基站的基本流或者基本流和增强流，并在其传输时隙内转发接收到的MBMS业务数据；终端用户从两层网络中接收数据，并进行选择和合并，从而使得自己的接收最大化满足自己的需求。

上述现有技术一虽然提出了分级编码的传输机制，利用基站进行中继转发，扩大了广播业务的覆盖范围，给用户带来了分集增益，但是依然存在以下几个方面的缺点：

1)用户能否接收到增强流，也即能否收看到高服务质量的数据(QoS更高的服务)依然受到用户自身信道状态的制约。简而言之，如果一个用户的信道质量不足以解码单频网发送的增强流，也不能解码所在小区转发的增强流，则无法获得高QoS的数据服务。

2)中继转发的基站需要在另一个传输时隙去转发数据，实际上使用了额外的频谱资源，即频谱利用率低；

3)单频网的分集增益能够提高用户的信干噪比，从而提高用户的服务质量。中继转发的基站消耗了时频资源，同时增加了用户终端的合并复杂度，不如与单频网基站同步成一个更大的单频网有效。

与本申请相关的现有技术二是利用同时同频的资源，将广播信息和单播信息(分别对应于基本流和增强流)通过不同的功率分配后叠加在一起进行传输，在用户终端先解码出广播信息(即：基本流)，再利用解码信息通过干扰消除的算法将单播信息(即：增强流)解码出来。该方案能够高效利用频谱资源，同时，在用户端根据用户的信道状态提供差异化的服务。

上述现有技术二在实际应用中存在以下制约：

1)用户端的接收机解调算法复杂度较高。

2)增强流对基本流的干扰降低了频谱利用率，基本流的解码失败将直接影响增强流的解码。

3)对于信道状态一般的用户不能提供高QoS的服务。

发明内容

本发明提供一种基于叠加码的广播网络和蜂窝网络协同传输方法和系统，以在无线通信网络中满足差异化的用户需求，同时实现较高的频谱效率和较低的用户资费开销，保证用户的服务质量。

本申请提供的一种广播网络和蜂窝网络协同传输方法，用于传输多媒体数据，包括：

用户设备判断订阅的业务类型；

如果是第一类业务，则用户设备从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包，解码出基本流数据；

如果是第二类业务，则用户设备从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包，解码出基本流数据；并从蜂窝网络接收多媒体数据的增强流数据包，解码出增强流数据；并将解码出的基本流数据和增强流数据进行叠加码合并；

其中，所述基本流数据包和增强流数据包是对多媒体数据进行叠加码编码得到的。

较佳地，从广播网络接收的基本流数据包的调制编码方式满足基本流数据包能够被广播到所述广播网络覆盖区域的所有用户。

较佳地，从蜂窝网络接收多媒体数据的增强流数据包包括：从蜂窝网络接收蜂窝基站采用单播或者MBMS方式发送的增强流数据包。

对应于上述方法，本申请提供了一种广播网络和蜂窝网络协同传输系统，用于传输多媒体数据，包括：广播网络、蜂窝网络、第一类用户设备和第二类用户设备，其中：

广播网络用于发送多媒体数据的基本流数据包；

蜂窝网络用于向第二类用户设备发送多媒体数据的增强流数据包；

第一类用户设备用于从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包，解码出基本流数据；

第二类用户设备用于从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包，解码出基本流数据；并从蜂窝网络接收多媒体数据的增强流数据包，解码出增强流数据；并将解码出的基本流数据和增强流数据进行叠加码合并。

较佳地，该系统中进一步包括融合网络控制单元；

所述融合网络控制单元用于对多媒体数据进行叠加码编码得到多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包，并向广播网络提供基本流数据包，向蜂窝网络提供增强流数据包。

较佳地，所述广播网络采用能够使基本流数据包被广播到所述广播网络覆盖区域的所有用户的调制编码方式对基本流数据包进行调制编码。

本申请还提供了一种广播网络和蜂窝网络协同传输方法，用于传输多媒体数据，包括：

用户设备从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包；

如果是第一类业务，如果用户设备能够解码出基本流数据和增强流数据，则将解码出基本流数据和增强流数据进行叠加码合并；如果只能解码出基本流数据，则使用对应于基本流数据的数据服务；

如果是第二类业务，如果用户设备能够解码出基本流数据和增强流数据，则将解码出基本流数据和增强流数据进行叠加码合并；如果只能解码出基本流数据，则从蜂窝网络获取多媒体数据的增强流数据包，将基本流数据和增强流数据进行叠加码合并。

较佳地，从广播网络接收的所述基本流数据包和增强流数据包为：被叠加并被分配不同的功率进行传输的数据包，并且，功率分配和调制编码方式满足基本流数据包能够被广播到所述广播网络覆盖区域的所有用户。

较佳地，从蜂窝网络获取多媒体数据的增强流数据包包括：向蜂窝网络中的蜂窝基站请求多媒体数据的增强流数据包，并接收蜂窝基站采用单播或者MBMS方式发送的增强流数据包。

对应于上述方法，本申请还提供了一种广播网络和蜂窝网络协同传输系统，用于传输多媒体数据，包括：广播网络、蜂窝网络、第一类用户设备和第二类用户设备，其中：

广播网络用于发送多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包；

第一类用户设备用于从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包，如果第一类用户设备能够解码出基本流数据和增强流数据，则将解码出基本流数据和增强流数据进行叠加码合并；如果只能解码出基本流数据，则使用对应于基本流数据的数据服务；

第二类用户设备用于从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包，如果第二类用户设备能够解码出基本流数据和增强流数据，则将解码出基本流数据和增强流数据进行叠加码合并；如果只能解码出基本流数据，则向蜂窝网络请求多媒体数据的增强流数据包，将基本流数据和增强流数据进行叠加码合并；

所述蜂窝网络用于根据第二类用户设备的请求，向第二类用户设备发送多媒体数据的增强流数据包。

较佳地，该系统中进一步包括融合网络控制单元；

所述融合网络控制单元用于对多媒体数据进行叠加码编码得到多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包，并向广播网络提供基本流数据包和增强流数据包，向蜂窝网络提供增强流数据包。

较佳地，所述广播网络将多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包进行叠加，并分配不同的功率进行传输，并且，功率分配和调制编码方式满足基本流数据包能够被广播到所述广播网络覆盖区域的所有用户。

由上述技术方案可见，本申请提供的基于叠加码的广播网络和蜂窝网络协同传输方法和系统，通过对不同需求的用户进行分类，并基于叠加码将多媒体数据进行叠加码编码得到基本流数据和增强流数据，然后通过广播网络将基本流数据广播给覆盖范围内的所有用户，通过蜂窝网络将增强流数据发送给订阅了高质量数据业务的用户，从而在无线通信网络中满足了差异化的用户需求，同时实现了较高的频谱效率和较低的用户资费开销，保证了用户的服务质量。

附图说明

图1为本申请融合广播网络与蜂窝网络的系统模型示意图；

图2为广播网络和蜂窝网络的基站的覆盖范围及无线传输示意图；

图3为本发明的实施例一的主要网元间的信令流程示意图；

图4为本发明的实施例二的主要网元间的信令流程示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本申请作进一步详细说明。

图1为本申请融合广播网络与蜂窝网络的系统模型示意图。图1所示系统中包括：融合网络控制单元、广播网络、蜂窝网络和用户设备。其中，用户设备根据所订阅业务类型的不同分为两类：第一类用户的用户设备和第二类用户的用户设备。其中，第二类用户比第一类用户需要更高质量的数据业务服务，基于此，在本申请后续描述中，将第一类用户称为普通用户，将第二类用户称为VIP用户。从用户设备角度而言，是通过判断用户所订阅的业务类型，来确定当前用户属于第一类用户还是第二类用户，并采取对应的方式进行数据接收和处理。参见图1：

融合网络控制单元，用于对多媒体数据进行叠加码编码，得到基本流和增强流(其中，增强流可以包括若干个可以叠加的增强流)，并向广播网络提供基本流数据包或者基本流数据包和增强流数据包，向蜂窝网络提供增强流数据包。较佳地，融合网络控制单元对不同的多媒体数据分别进行标识，并对特定多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包分别进行标识，从而能够响应蜂窝基站对于增强流数据包的请求。

广播网络可以是CMMB、DVB等传统的广播通信网络系统，用于向用户设备发送基本流数据包或者基本流数据包和增强流数据包。较佳地，广播网络的调制编码方式需要满足在广播网络的覆盖区域内，能够将基本流数据包广播到所有的用户，即保证所有用户能够接收基本流数据包。

蜂窝网络用于向请求增强流的用户发送增强流数据包，当收到用户请求后，蜂窝网络中的蜂窝基站向融合网络控制单元请求用户所请求的增强流数据包，并且完成对于该用户服务的计费。

用户设备通过接收来自广播网络的广播信号解码出基本流或者基本流和增强流，如果解码得到的数据不能满足用户设备的需求，则该用户设备可以向蜂窝网络发送增强流请求，并接收蜂窝网络返回的增强流数据包。用户终端接收到基本流数据包和增强流数据包，在应用层完成叠加码的合并；对于只接收了基本流的用户，则直接使用基本流的数据服务。

基于图1所示系统模型，广播网络和蜂窝网络的基站的覆盖范围及无线传输示意图如图2所示。

下面通过两个具体实施例对本申请技术方案进行进一步详细说明。

实施例一

图3为本发明的实施例一的主要网元间的信令流程示意图，具体包括：

步骤301：网络中的用户包括普通用户和VIP用户，VIP用户通过蜂窝网络订阅高质量数据业务(比如高清视频节目)，订阅了高质量数据业务的VIP用户被蜂窝网络标记在蜂窝网络的广播组播组里；普通用户和VIP用户都是广播业务的需求者。

步骤302：广播网络将数据业务的基本流通过广播的方式发送到其覆盖区域的所有用户。

步骤303：普通用户通过解码基本流享受数据业务。

步骤304：蜂窝基站采用单播或者MBMS的方式将增强流发送给VIP用户，并对VIP用户进行计费。

步骤305：VIP用户在应用层将从广播网络接收的基本流数据和从蜂窝网络获得的增强流数据进行叠加码合并，并利用合并后的数据享受高质量的数据业务服务。

为描述清楚，对上述信令流程中的步骤进行了编号，但是，上述步骤编号并不用于限定步骤之间的先后次序，例如：步骤303和304之间，并不存在严格的先后次序之分，步骤302和304之间也不存在严格的先后次序之分。

实施例二

图4为本发明的实施例二的主要网元间的信令流程示意图，具体包括：

步骤401：网络中的用户包括普通用户和VIP用户，VIP用户通过蜂窝网络订阅高质量数据业务(比如高清视频节目)，订阅了高质量数据业务的VIP用户被蜂窝网络标记在蜂窝网络的广播组播组里；普通用户和VIP用户都是广播业务的需求者。

步骤402：广播网络将数据业务的基本流和增强流叠加起来，在同一视频资源上分配不同的功率进行发送，其功率分配和调制编码方式满足基本流能够被广播到该广播网络覆盖区域的所有用户。

步骤403：普通用户将接收到的广播信号进行解码，先解码出基本流数据；如果普通用户的信道质量较好，足以通过干扰消除算法解码出增强流数据，则进一步解码出增强流数据，并在应用层完成基本流和增强流的合并，从而享受高质量的数据业务服务，否则，如果普通用户的信道质量不够好，则只享受基本流提供的数据业务服务。

步骤404：VIP用户将接收到的广播信号进行解码，先解码出基本流数据；如果VIP用户的信道质量较好，足以通过干扰消除算法解码出增强流数据，则进一步解码出增强流数据，并在应用层完成基本流和增强流的合并，从而享受高质量的数据业务，否则，VIP用户向蜂窝网络发送增强流请求。

步骤405：蜂窝网络中的蜂窝基站采用单播或者MBMS的方式将增强流发送给请求的VIP用户，并对于该VIP用户进行计费。

步骤406：向蜂窝网络请求了增强流的VIP用户将从广播网络接收的基本流数据和从蜂窝网络获得的增强流数据在应用层进行叠加码合并，并利用合并后的数据享受高质量的数据业务服务。

与实施例一类似，本申请对上述信令流程中的步骤进行了编号，但是，上述步骤编号并不用于限定步骤之间的先后次序，例如：步骤403和404之间，并不存在严格的先后次序之分。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种广播网络和蜂窝网络协同传输方法，用于传输多媒体数据，其特征在于，包括：

用户设备判断订阅的业务类型；

如果是第一类业务，则用户设备从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包，解码出基本流数据；

如果是第二类业务，则用户设备从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包，解码出基本流数据；并从蜂窝网络接收多媒体数据的增强流数据包，解码出增强流数据；并将解码出的基本流数据和增强流数据进行叠加码合并；

其中，所述基本流数据包和增强流数据包是对多媒体数据进行叠加码编码得到的。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

从广播网络接收的基本流数据包的调制编码方式满足基本流数据包能够被广播到所述广播网络覆盖区域的所有用户。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：

从蜂窝网络接收多媒体数据的增强流数据包包括：从蜂窝网络接收蜂窝基站采用单播或者MBMS方式发送的增强流数据包。

4.一种广播网络和蜂窝网络协同传输系统，用于传输多媒体数据，其特征在于，包括：广播网络、蜂窝网络、第一类用户设备和第二类用户设备，其中：

广播网络用于发送多媒体数据的基本流数据包；

蜂窝网络用于向第二类用户设备发送多媒体数据的增强流数据包；

第一类用户设备用于从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包，解码出基本流数据；

第二类用户设备用于从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包，解码出基本流数据；并从蜂窝网络接收多媒体数据的增强流数据包，解码出增强流数据；并将解码出的基本流数据和增强流数据进行叠加码合并。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，该系统中进一步包括融合网络控制单元；

所述融合网络控制单元用于对多媒体数据进行叠加码编码得到多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包，并向广播网络提供基本流数据包，向蜂窝网络提供增强流数据包。

6.根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于：

所述广播网络采用能够使基本流数据包被广播到所述广播网络覆盖区域的所有用户的调制编码方式对基本流数据包进行调制编码。

7.一种广播网络和蜂窝网络协同传输方法，用于传输多媒体数据，其特征在于，包括：

用户设备从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包；

用户设备判断订阅的业务类型；

如果是第一类业务，如果用户设备能够解码出基本流数据和增强流数据，则将解码出基本流数据和增强流数据进行叠加码合并；如果只能解码出基本流数据，则使用对应于基本流数据的数据服务；

如果是第二类业务，如果用户设备能够解码出基本流数据和增强流数据，则将解码出基本流数据和增强流数据进行叠加码合并；如果只能解码出基本流数据，则从蜂窝网络获取多媒体数据的增强流数据包，将基本流数据和增强流数据进行叠加码合并。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：

从广播网络接收的所述基本流数据包和增强流数据包为：被叠加并被分配不同的功率进行传输的数据包，并且，功率分配和调制编码方式满足基本流数据包能够被广播到所述广播网络覆盖区域的所有用户。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于：

从蜂窝网络获取多媒体数据的增强流数据包包括：向蜂窝网络中的蜂窝基站请求多媒体数据的增强流数据包，并接收蜂窝基站采用单播或者MBMS方式发送的增强流数据包。

10.一种广播网络和蜂窝网络协同传输系统，用于传输多媒体数据，其特征在于，包括：广播网络、蜂窝网络、第一类用户设备和第二类用户设备，其中：

广播网络用于发送多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包；

第一类用户设备用于从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包，如果第一类用户设备能够解码出基本流数据和增强流数据，则将解码出基本流数据和增强流数据进行叠加码合并；如果只能解码出基本流数据，则使用对应于基本流数据的数据服务；

第二类用户设备用于从广播网络接收多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包，如果第二类用户设备能够解码出基本流数据和增强流数据，则将解码出基本流数据和增强流数据进行叠加码合并；如果只能解码出基本流数据，则向蜂窝网络请求多媒体数据的增强流数据包，将基本流数据和增强流数据进行叠加码合并；

所述蜂窝网络用于根据第二类用户设备的请求，向第二类用户设备发送多媒体数据的增强流数据包。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，该系统中进一步包括融合网络控制单元；

所述融合网络控制单元用于对多媒体数据进行叠加码编码得到多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包，并向广播网络提供基本流数据包和增强流数据包，向蜂窝网络提供增强流数据包。

12.根据权利要求10或11所述的系统，其特征在于：

所述广播网络将多媒体数据的基本流数据包和增强流数据包进行叠加，并分配不同的功率进行传输，并且，功率分配和调制编码方式满足基本流数据包能够被广播到所述广播网络覆盖区域的所有用户。