CN112738735A - 广播mbms传输系统和方法、核心网及接入网 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于广播业务的MBMS传输系统和方法、核心网设备和接入网设备，其特征在于，核心网包含：业务控制平台，用于与广播业务数据相关的业务控制功能；和集成广播业务实体，用于广播业务数据的会话管理与传输配置功能，其中，业务控制平台连接在内容源和集成广播业务实体之间，集成广播业务实体通过单向接口和静态配置通道分别与RAN通信连接，适应性、简约化重新设计了整体传输架构和核心网网元，以及控制面与用户面的传输方式，能根据目前区域性部署网络的实际情况，结合单向节传网络的特点，将部分网元以及接口功能进行简化，以满足单向传输的特点。

Description

广播MBMS传输系统和方法、核心网及接入网

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种传输广播业务的MBMS传输系统和方法、相关的核心网设备及接入网设备。

背景技术

随着互联网的迅速发展，人们对互联网传输要求逐渐增大，尤其是目前音视频业务的持续火热，增大了目前网络传输的传输压力，未来，4K/8K超高清视频、三维立体视频、多视角视频、VR(虚拟现实)/AR(增强现实)等等高质量多媒体业务，这将极大促进广播电视未来向移动端的扩展，带来高清视频市场的繁荣。

若将全部业务均考虑个人用户、以单播的方式进行下发，则会给网络的带宽要求与传输带来巨大压力，因此考虑将业务分类中的共性内容以广播/组播的方式下发，可以带来节省带宽等收益，进而提升整个网络的传输性能。

为了有效利用现有网络资源，第三代合作伙伴计划(3GPP，the 3rd GenerationPartner Project)提出了MBMS(Multimedia Broadcast/Mukicast Service,多媒体广播多播业务)。该业务是一种从一个数据源向多个目标用户设备传送数据的技术，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业务不仅能够实现纯文本低速率的消息类多播和广播，而且还能够实现高速多媒体业务的广播和多播，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，为移动宽带通信的发展提供了更好的业务前景。

在长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统中研究的MBMS技术，称为演进的多媒体广播多播业务(eMBMS，evolved Multicast Broadcast Multimedia Service)，是在空口层通过多播/广播的方式为用户提供实时/非实时多媒体业务的一种关键技术。eMBMS能实现高速多媒体业务的广播传输(PTM，Point to Multipoint)，提供丰富的视频、音频和多媒体业务。

考虑目前实现5G广播业务的迅速部署，以国际标准组织3GPP制定的MBMS架构、核心网、网元设计为依据，以减少5G广播业务核心网中信令开销与处理过程为原则，然而，目前广播业务核心网与RAN的大塔之间单向节传网络特点。

现有技术中就存在这样的技术问题：现有5G的MBMS的整体架构、核心网、以及相关设备为双向网络特点，但已部署的客观条件是，5G广播业务的核心网到广播大塔之间的传输接口为单向接口，从而广播业务无法直接照搬现有5G的MBMS架构来进行传输的，即换言之，5G广播业务的MBMS的整体架构、核心网、以及相关设备是需要单向节传网络特点予以针对性考虑和重新整体设计的。

此背景技术是为了揭示申请人认为可能与本发明相关的信息和技术领域中存在的技术问题，本发明范围并非限制上述所引用的5G传输标准，也包含下一代演进的传输标准。对广播业务如何基于MBMS框架与单向节传网络进行适应性配置设计均在本发明的范围之内。

发明内容

本发明提出一种适用于广播业务的MBMS传输系统和方法、核心网设备及接入网设备，能够以国际标准组织3GPP制定的MBMS为依据，减少信令开销与处理过程，满足广播业务核心网与RAN的大塔之间单向节传网络特点。

本发明提供了一种适用于广播业务的MBMS传输系统，具有这样的特征，包含：将广播业务数据从内容源传送至RAN的核心网设备，核心网设备包含：业务控制平台，用于与广播业务数据相关的业务控制功能；和集成广播业务实体，用于广播业务数据的会话管理与传输配置功能，其中，业务控制平台连接在内容源和集成广播业务实体之间，集成广播业务实体通过单向接口和静态配置通道分别与RAN通信连接。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：其中，集成广播业务实体包含：进行会话管理的用户面传输部，对广播业务数据按照用户面传输协议添加同步数据包头，然后按照单向接口协议栈规定数据的传输格式，将数据以IP组播的方式传输给需要广播业务数据区域的RAN侧；和进行传输配置的控制面传输部，将控制面信令相关的集成参数集传输给RAN。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：其中，单向接口采用M1接口，用户面传输部通过该M1接口传输的用户数据，配置该M1接口包含：将配置M1接口所需要的隧道配置信令中的GTP-TIED参数加入到集成参数集中，通过静态配置通道单向下行方向上发到RAN侧的方式进行静态的配置，M1接口包含传统光纤、卫星、微波方式之一或组合。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：静态配置通道包含O&M通道或者旁路通道或结合，控制面传输部将集成参数集通过O&M或者旁路通道或结合的方式进行灵活配置。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：其集成参数集包括：广播业务数据相关的会话传输参数集，和与单频网相关的无线资源调度参数集。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：其中，RAN侧内部包含多播协调实体MCE和eNB，MCE和eNB之间通过RAN侧内部接口通信连接，集成参数集，进一步还包括：RAN侧内部接口配置参数集。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：其中，会话传输参数集包含如下任意至少一个参数的组合：(1)TMGI，6bit；(2)FlowID，2bit；(3)QoS，24bit；(4)MBMS服务区，2*A+1bit，A为用于当前MBMS承载所服务的MBMS服务区的个数；(5)IP组播地址，8*N+1bit，N为基站数目；(6)估计会话持续时间，2bit；(7)MBMS数据传输开始，2bit；以及(8)下行通用分组无线服务隧道协议-隧道端点标识GTP-TEID，0.5bit。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：其中，无线资源调度参数集包含如下任意至少一个参数的组合：(1)多播控制信道MCCH更新周期，1bit；(2)MBSFN区配置列表，包括：(2-1)PMCH配置列表：PMCH配置+每个PMCH上的会话列表，长度不限；(2-2)子帧配置列表：包含MBSFN子帧配置，长度不限；(2-3)公共子帧分配周期(Common Subframe Allocation Period)，3bit；(2-4)MBSFN区标识(MBSFN Area ID)，1bit；(2-5)管道资源参数，2bit。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：其中，RAN侧内部接口配置参数集包含如下任意至少一个参数的组合：(1)TMGI，6bit；(2)MBMS服务区，2*A+1bit，A为用于当前MBMS承载所服务的MBMS服务区的个数；(3)IP组播地址，8*N+1bit，N为基站数目；(4)IP源地址，8*N+1bit，N为基站数目；(5)单小区点对多信息SC-PTM，28bits*N+QoS长度，N为基站数目。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：其中，业务控制平台SCP用于实现以下任意至少一种功能：鉴权认证、访问接入、业务管理、内容保护、业务门户以及电子业务指南。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：其中，集成广播业务实体，还用于：业务通知功能，通知用户终端UE即将到来或者正在进行的广播业务数据传输。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：业务通知功能为用户服务级别的功能，为MBMS用户业务的多播和广播方式提供业务通知；给用户终端UE提供多媒体描述；给用户终端UE提供MBMS会话描述；利用IETF的协议规定的MBMS多播和广播承载服务的业务通知方式传输多媒体和会话描述。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：其中，集成广播业务实体，还用于基于位置的相同MBMS用户服务的内容传输。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：其中，基于位置的相同MBMS用户服务的内容传输，包括：集成广播业务实体通过为每个数据流建立独立的MBMS承载来控制广播内容和广播区域，同一个MBMS用户服务的所有的MBMS承载共享一个TMGI，但具有不同的流标识，集成广播业务实体在MBMS会话开始流程中分配流标识，并为每个数据流发起独立的会话，对于EPS中的IP多播地址，iBSE基于TMGI和流标识分配一个IP多播地址。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：集成广播业务实体不包含：MME部、MBMS-GW部、BM-SC部，该集成广播业务实体实现MME部、MBMS-GW部、BM-SC部的功能集成,。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：其中，RAN采用广播大塔方式，核心网与广播大塔之间为单向接口M1，并且，用户面传输部所传输的广播业务数据和控制面传输部的集成参数集依据5G广播业务的单向节传网络要求被配置。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：用户面协议栈所传输的业务数据，无需经过BM-SC、MBMS GW和接口SGi-mb，直接经过iBSE和M1接口到达RAN。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：控制面协议栈的控制面协议处理过程，无需经过BM-SC、MBMS GW、MME和接口SG-mb、Sm、双向接口M3，直接经过iBSE和单向O&M或者旁路通道接口到达RAN。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：执行以下业务会话启动步骤：1)集成广播业务实体通过O&M或者旁路通道的方式向RAN发送会话开启消息，指示至少一个会话即将开始，并为RAN提供会话属性；2)为了向对所要广播的业务内容感兴趣的UE发送MBMS数据，RAN建立无线资源；3)集成广播业务实体使用IP组播分发向所有已加入的RAN侧节点发送MBMS数据。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：执行以下业务会话更新步骤：1)集成广播业务实体通过静态配置通道向RAN发送会话更新消息，指示会话即将更新，向RAN侧发送集成参数集，为RAN提供新会话属性，RAN侧比较新会话属性与原会话属性，当相同时配置保持不变，当更新时配置进行覆盖；2)RAN侧依据更新后的配置信息，进行RAN侧资源的重建立；3)集成广播业务实体使用IP组播分发向所有已加入的RAN侧节点发送MBMS数据。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输系统中，具有这样的特征，包括：执行以下业务会话结束步骤：(1)集成广播业务实体通过静态配置通道向将要发送该广播业务数据内容的RAN侧节点发送会话结束请求消息，用于指示会话结束和释放承载资源；(2)RAN侧节点释放该广播业务数据内容占用的资源并删除MBMS承载上下文。

另外，本发明还提供了一种适用于广播业务的MBMS传输方法，具有这样的特征，包含：核心网用于将广播业务数据从内容源传送至RAN，该核心网包含：用于与广播业务数据相关的业务控制功能的业务控制平台；和用于广播业务数据的会话管理与传输配置功能的集成广播业务实体，其中，业务控制平台连接在内容源和集成广播业务实体之间，集成广播业务实体通过单向接口和静态配置通道分别与RAN通信连接。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输方法中，具有这样的特征，包括：其中，集成广播业务实体用于用户面传输和控制面传输，进行会话管理的用户面传输部，对广播业务数据按照用户面传输协议添加同步数据包头，然后按照单向接口协议栈规定数据的传输格式，将数据以IP组播的方式传输给需要广播业务数据区域的RAN侧；和控制面传输用于进行传输配置，将控制面信令相关的集成参数集传输给RAN。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输方法中，具有这样的特征，包括：集成参数集包括：广播业务数据相关的会话传输参数集，和与单频网组网相关的无线资源调度参数集。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输方法中，具有这样的特征，包括：其中，RAN侧内部包含多播协调实体MCE和eNB，MCE和eNB之间通过RAN侧内部接口通信连接，集成参数集，进一步还包括：RAN侧内部接口配置参数集。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输方法中，具有这样的特征，包括：其中，会话传输参数集包含如下任意至少一个参数的组合：(1)TMGI，6bit；(2)FlowID，2bit；(3)QoS，24bit；(4)MBMS服务区，2*A+1bit，A为用于当前MBMS承载所服务的MBMS服务区的个数；(5)IP组播地址，8*N+1bit，N为基站数目；(6)估计会话持续时间，2bit；(7)MBMS数据传输开始，2bit；以及(8)下行通用分组无线服务隧道协议-隧道端点标识GTP-TEID，0.5bit。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输方法中，具有这样的特征，包括：其中，无线资源调度参数集包含如下任意至少一个参数的组合：(1)多播控制信道MCCH更新周期，1bit；(2)MBSFN区配置列表，包括：(2-1)PMCH配置列表：PMCH配置+每个PMCH上的会话列表，长度不限；(2-2)子帧配置列表：包含MBSFN子帧配置，长度不限；(2-3)公共子帧分配周期(Common Subframe Allocation Period)，3bit；(2-4)MBSFN区标识(MBSFN Area ID)，1bit；(2-5)管道资源参数，2bit。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输方法中，具有这样的特征，包括：其中，RAN侧内部接口配置参数集包含如下任意至少一个参数的组合：(1)TMGI，6bit；(2)MBMS服务区，2*A+1bit，A为用于当前MBMS承载所服务的MBMS服务区的个数；(3)IP组播地址，8*N+1bit，N为基站数目；(4)IP源地址，8*N+1bit，N为基站数目；(5)单小区点对多信息SC-PTM，28bits*N+QoS长度，N为基站数目。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输方法中，具有这样的特征，包括：其中，集成广播业务实体，还用于：业务通知功能，通知用户终端UE即将到来或者正在进行的广播业务数据传输。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输方法中，具有这样的特征，包括：其中，集成广播业务实体，还用于基于位置的相同MBMS用户服务的内容传输。

进一步可选地，在本发明提供的适用于广播业务的MBMS传输方法中，具有这样的特征，包括：其中，业务控制平台SCP，用于实现以下任意至少一种功能：鉴权认证、访问接入、业务管理、内容保护、业务门户、电子业务指南。

另外，本发明提供了一种核心网设备，适用于传输MBMS广播业务，包含在如上任意一项所述的MBMS传输系统中，包括：业务控制平台，用于与广播业务数据相关的业务控制功能；和集成广播业务实体，用于广播业务数据的会话管理与传输配置功能，其中，业务控制平台连接在内容源和集成广播业务实体之间，集成广播业务实体通过单向接口和静态配置通道分别与RAN通信连接。

进一步可选地，在本发明提供的核心网设备中，具有这样的特征，包括：其中，集成广播业务实体包含：进行会话管理的用户面传输部，对广播业务数据按照用户面传输协议添加同步数据包头，然后按照单向接口协议栈规定数据的传输格式，将数据以IP组播的方式传输给需要广播业务数据区域的RAN侧；和进行传输配置的控制面传输部，将控制面信令相关的集成参数集传输给RAN。

进一步可选地，在本发明提供的核心网设备中，具有这样的特征，包括：其中，集成广播业务实体，还用于业务通知功能，通知用户终端UE即将到来或者正在进行的广播业务数据传输。

进一步可选地，在本发明提供的核心网设备中，具有这样的特征，包括：其中，集成广播业务实体，还用于基于位置的相同MBMS用户服务的内容传输。

另外，本发明提供了一种接入网设备，适用于传输MBMS广播业务，包含在如上任意一项所述的MBMS传输系统中，包括：接入网设备RAN，用于接收核心网设备传送来的由控制面传输部传输的控制面信令和由用户面传输部传输的广播业务数据。

进一步可选地，在本发明提供的接入网设备中，具有这样的特征，包括：RAN采用广播大塔方式，核心网与广播大塔之间为单向接口M1，并且，用户面传输部所传输的广播业务数据和控制面传输部的集成参数集依据5G广播业务的单向节传网络要求被配置。

本发明的作用效果

根据本发明所提供的传输广播业务的MBMS传输系统和方法、相关的核心网设备及接入网设备，能够满足如下需求：如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求，即考虑到区域性部署的便捷性与高效性。由于现有LTE核心网传输架构难以满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求，核心网较多网元与接口的情况影响国内广电5G广播业务的快速部署，因此需要根据目前广电核心网传输区域性的客观情况，简化原LTE的MBMS核心网传输架构与网元，重新设计满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求的核心网网络架构和网元。

满足目前5G广播业务核心网到RAN侧的广播大塔的单向节传网络特点，即业务核心网与RAN侧的广播大塔的传输接口为单向接口。由于现有LTE核心网传输架构与RAN(RadioAccessNetwork，接入网)侧的用户面和控制面接口均为双向接口，但目前5G广播业务核心网与RAN侧的接口为单向接口，无法按照现有LTE双向接口进行业务数据的传输和信令参数的传输配置，因此本发明的技术方案可以满足5G广播业务核心网与RAN侧的接口为单向接口需求的新的信令参数的配置方式。

附图说明

从以下结合附图的具体实施方式中，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。

图1为现有技术中通信网络架构的示例的模块示意图；

图2为现有技术中MBMS通信网络架构的示例的模块示意图；

图3为现有技术中BM-SC的示例的模块示意图；

图4为现有技术中MBMS GW的示例的模块示意图；

图5为现有技术中MBMS GW控制面模块的示例的模块示意图；

图6为现有技术中MME的示例的模块示意图；

图7为现有技术中LTE的MBMS的用户面协议栈的结构示意图；

图8为现有技术中LTE的M1接口协议栈的结构示意图；

图9为现有技术中LTE的MBMS的控制面协议栈的结构示意图；

图10为现有技术中LTE的广播业务会话启动流程图；

图11为现有技术中LTE的广播业务会话更新流程图；

图12为现有技术中LTE的广播业务会话结束流程图；

图13为本发明的实施例中适用于广播业务的MBMS传输系统的示例的模块示意图；

图14为本发明的实施例中用户面协议栈的结构示意图；

图15为本发明的实施例中控制面协议栈的结构示意图；

图16为本发明的实施例中广播业务会话启动流程图；

图17为本发明的实施例中广播业务会话更新流程图；以及

图18为本发明的实施例中广播业务会话结束流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序

为了便于本领域技术人员理解技术问题，本文介绍背景技术结合5G中多播场景来具体说明，但是，并非受说明的列举描述而限制，例如，5G中的基站(gNB)、核心网设备、接入网设备、用户终端等场景描述。上述罗列并非作为本发明对通信系统、通信标准进行适用的限制说明。

本发明实施例可以应用于各种通信系统，例如第五代移动通信技术(5thgeneration wireless systems，5G)系统以及下一代演进系统等，本发明实施例对此并不限定。在本发明实施例中以5G系统为例进行说明。

本发明实施例中，接入网设备可以是任意一种具有无线收发功能的设备，包括但不限于：基站NodeB、演进型基站eNodeB、5G通信系统中的基站、未来通信系统中的基站、WiFi系统中的接入节点、无线中继节点、无线回传节点等。接入网设备还可以是云无线接入网络(cloud radio access network，云基站)场景下的无线控制器；接入网设备还可以是小站，传输节点(transmission reference point，TRP)等，本发明实施例对此不做限定。接入网设备包含基站，基站可以是GSM或者CDMA中的基站(Base Transceiver station，BTS),也可以是WCDMA中的基站(NodeB)，还可以是LET中的演进型基站(evolutional nodeB),还可以是如背景技术说明中5G中的基站(gNB)，本申请并不限定。

图1为现有技术中通信网络架构的示例的模块示意图。

图1展示了广播业务内容从内容源到用户设备UE(User Equipment)的传输网络，整个通信网络架构100包含：内容源20、核心网10、RAN30以及UE40。

内容源20：在内容提供商处负责广播业务内容的制作。核心网10负责将广播业务内容从内容提供商到RAN30一侧的传输；RAN30一侧负责将广播业务内容发送给相关用户UE40。

通信网络架构100中有三个接口，核心网与内容源之间的接口作为第一接口50，核心网与RAN侧接口作为第二接口60，以及RAN侧与UE之间的Uu接口Uu作为第三接口70。

在本公开中，术语“(R)AN”表示接入网可以是无线接入网。UE经由(R)AN和内容源20、核心网10进行通信。

内容源20可以是公共网络运营商(public network operator)、诸如局域数据网络(local area data network,LADN)的专用数据网络(private data network)、运营商内数据网络(intra-operator data network)、或任何其他类型的数据网络。

在上行链路(uplink,UL)方向上，用户面(user plane,UP)PDU和控制面(controlplane,CP)PDU经由通信链路从UE传递到RAN30。接着，RAN将UP PDU和CPPDU转发到核心网，然后核心网将UP PDU转发到内容源。

在下行链路(downlink,DL)方向上，UP PDU从内容源传递到核心网。然后核心网转发UP PDU并且可以将CP PDU发送到RAN，接着，RAN将UP PDU和CP PDU转发到UE。对于给定的UP场景，每一会话的一个或多个UP功能可以由CP功能激活和配置。

通信网络架构的组件之间的连接可适用于任何通信信道。对于诸如第五代(fifthgeneration,5G)移动无线网络的下一代(next generation,NG)架构，UE和(R)AN之间的连接可以是无线连接。

图2为现有技术中MBMS通信网络架构101的示例的模块示意图。图2在图1的基础上，图1展示了内容源到UE(User Equipment，用户设备)在MBMS通信网络架构101的示意过程。当前，MBMS的应用包括电视广播、视频单播流、用于交通消息广播的车辆应用、以及公共安全/警告广播系统。

MBMS通信网络架构101包含内容源20、核心网11、RAN30以及UE40。原LTE的MBMS核心网传输架构101中，核心网11包括BM-SC模块111(Broadcasting Multicasting ServiceCenter,广播多播服务中心)、MBMS GW模块112(MBMS Gateway,MBMS网关)，以及MME模块113(Mobility Management Entity，移动性管理实体)。核心网11用以至少完成业务核心网处用户面和控制面的功能。

MBMS核心网传输架构101中接口部分，在原LTEMBMS架构下为3GPP标准接口。BM-SC模块111与内容源20之间的接口为第二接口60，该第二接口60实现方式为xMB接口。BM-SC模块111与MBMS GW模块112之间的接口为SGi-mb接口、SG-mb接口。MBMS GW模块112与MME模块113之间的接口为Sm接口，MBMS GW模块112与RAN30的接口为第三接口实现方式为M1接口，MME模块113与RAN30的接口为M3接口，核心网与RAN侧之间的第二接口60由M1接口、M3接口具体实现。图2中接口之间的实线描述代表用户面业务数据传输，虚线代表控制面信令数据传输，予以区分。以下表1是业务核心网11与内容源20的接口定义表，表2是核心网11与RAN30的接口定义表，表3是核心网11内部接口的定义表。

表1：核心网与内容源的接口定义表

表2：核心网与RAN侧的接口定义表

表3：核心网内部接口定义表

图3为现有技术中BM-SC模块111的示例的模块示意图。BM-SC模块111是MBMS核心网业务数据入口，BM-SC模块111用于连接内容提供商，负责从内容源20的内容提供商获取MBMS数据分组，将数据内容引入到MBMS核心网11，所有的数据都必须通过BM-SC模块111。此外，BM-SC模块111还负责建立和释放MBMS传输承载、会话管理、成员管理等功能，传输至MBMS GW模块112。

BM-SC模块111是一个针对每个MBMS用户服务的功能实体，包括下面这些子功能：会话管理和传输配置；业务通知功能；基于位置的相同MBMS用户服务的内容传输。

BM-SC模块111包含MBMS承载服务处理模块1111、MBMS承载上下文模块1112以及BM-SC用户面模块1113。

其中，关于MBMS承载服务处理模块111，主要的功能是管理LTE网络中的MBMS承载服务，其在接收到请求后，根据需要开启、更新或停止一个MBMS承载服务的广播会话，并对该会话的MBMS承载上下文做出相应的处理。MBMS承载服务处理模块111包含Diameter协议处理子模块，承载服务控制子模块，消息队列模块三个部分。其中：

(1)Diameter协议处理子模块主要用于BM-SC实体与MBMS GW实体之间的Diameter协议通信；Diameter协议处理子模块主要功能包括Diameter握手连接、Diameter协议版本协商以及Diameter协议数据传输等功能；

(2)承载服务控制子模块主要用于控制MBMS承载服务的广播会话资源；

(3)消息队列子模块主要用于跨线程的数据同步与传输功能。

其中，关于MBMS承载上下文模块1112，主要用于新建、更新以及删除相关MBMS承载的MBMS承载上下文信息，同时该模块还用于保存当前存在的MBMS广播会话的相关信息，如MBMS传输参数、广播区域、QoS(QualityofService，服务质量)、TGMI(Temporary MobileGroup Identity，临时移动群组标识)、FlowID(Flow identification，流标识)、MBMS GW控制面IP地址及端口等。

其中，关于BM-SC用户面模块1113，主要实现MBMS用户数据的同步和传输功能。在该模块中，BM-SC实体首先为来自内容提供商的用户数据添加用于定时同步的SYNC(Synchronization，3GPP标准时间戳协议)时间戳及序列号，然后再通过SGi-mb接口，将修改后的用户数据传输至MBMS GW实体。

图4为现有技术中MBMS GW的示例的模块示意图。MBMS GW模块112(MBMS Gateway,MBMS网关)，MBMS GW模块112用于向MME模块113转发MBMS承载服务的广播会话控制信令，以及通过IP组播的形式向RAN30中的eNB发送MBMS用户数据。通过Sm接口，MBMS GW可以向MME发送MBMS承载服务的广播会话控制信令，通过M1接口，MBMS WG可以建立IP组播，并通过IP组播发送MBMS用户数据。RAN30中的eNB需要加入相应M1接口的IP组播。

MBMS GW模块112分为用户面和控制面，其中用户面为转发来自BM-SC模块111的业务数据；用户面是通过Sm接口与MME模块113连接，控制会话的开始和结束。

MBMS GW模块112包括MBMS GW控制面模块1121、MBMS GW承载上下文模块1122以及MBMS GW用户面模块1123。

图5为现有技术中MBMS GW控制面模块1121的示例的模块示意图。

MBMS GW控制面模块1121，主要负责实现MBMS GW实体控制面的相关功能，包括diameter协议的接收、解析及发送、GTPv2-C隧道的建立及管理以及MBMS承载服务控制信令的转发。

其中，MBMS GW控制面模块1121包含如下：

(1)利用diameter协议处理子模块1121a进行BM-SC模块111与MBMS GW模块112的通信。

(2)承载服务控制子模块1121b主要负责转发MBMS承载服务的广播会话控制信令，并据此维护MBMS GW模块112的MBMS上下文；

(3)GTP-C协议处理子模块1121c用于MBMS GW模块112与MME模块113之间的协议通信。

MBMS GW承载上下文模块1122，主要用户新建、更新以及删除相关MBMS承载的MBMS承载上下文信息，同时该模块还用于保存当前存在的MBMS广播会话的相关信息，如TGMI、FlowID、MME列表等。该MBMS GW承载上下文模块1122(作为第二承载上下文模块)相较MBMS承载上下文模块1112(作为第一承载上下文模块)增加了一项MME列表。

MBMS GW用户面模块1123，主要负责建立与RAN30的eNB之间的M1接口连接，并传输MBMS用户数据。

图6为现有技术中MME(Mobility Management Entity移动管理实体)的示例的模块示意图。MME模块113主要负责MBMS承载服务的广播会话控制信令的转发。在接收到相关控制信令后，其通过M3接口向广播业务数据的基站相关的MCE实体(在RAN30中)转发该控制信令。

图6给出了MME模块113的MBMS控制面功能，在该MME模块113的MBMS控制面中，包含GTP-C协议处理模块1131、MME控制面模块1132、M3AP模块1133以及MBMS承载上下文模块1134(作为第三承载上下文模块)。

GTP-C协议处理模块1131，主要功能是实现MME模块113与MBMS GW模块112之间的GTPv2-C协议(核心网协议的其中一种)通信。在此仅列举GTPv2-C协议，本发明也包含其他MME模块113与MBMS GW模块112之间的通用通信协议。

MME控制面模块1132，主要功能是将MBMS承载服务的广播会话控制信令转发至与传输广播业务数据的基站相关的MCE实体(位于RAN30中)，并根据需要，修改相关MBMS承载的上下文信息。

M3AP协议处理模块1133，主要功能是实现MME实体与MCE实体之间的M3AP连接，并将相关MCE和M3AP连接的参数保存至MBMS承载上下文中。

MBMS承载上下文模块1134为第三承载上下文模块，主要功能是保存相关MBMS承载上下文信息，该MBMS承载上下文模块1134(作为第三承载上下文模块)与MBMS GW承载上下文模块1122(作为第二承载上下文模块)相比，主要增加了一项MCE列表。该列表主要用于保存与当前MME连接的MCE实体的相关参数，以及相关连接的M3AP协议参数。

另外，图1、2、4、6中所涉及的RAN30，RAN30包含eNB和MCE模块(Multicastcoordinata Entity，多播协调实体)。

其中，MCE模块(属于RAN侧)在接收到来自MME模块113的广播会话控制信令后，MCE模块会判断该业务是否适合通过MBSFN传输(Multicast Broadcast Single FrequencyNetwork，多播/组播单频网络)。当该业务可以使用MBSFN传输时，MCE实体根据其部署方式考虑通过MME模块113与RAN30的接口(如图2中M3接口)接受核心网11转发的信令，对MBSFN中所有的eNB进行统一的资源调度。其中，eNB(属于RAN侧)，接收核心网的用户面数据与控制面信令，进而完成业务内容的接收与控制信令的配置等。

协议栈是用来描述各实体间按照协议进行交互的数据或信令传输过程。核心网11包括以下图7的用户面协议栈和以下图8的控制面协议栈。

图7为现有技术中LTE的MBMS的用户面协议栈的结构示意图。

用户面协议栈主要作用是实现用户数据传输。内容同步的用户面协议栈架构如图7所示。该架构在传输网络层上额外地定义了SYNC协议(图7中阴影所示)来支持内容同步机制。在图7中，RAN30与核心网一侧的MBMS GW模块112、BM-SC模块111处的用户面接口为M1。

图8为现有技术中LTE的M1接口协议栈的结构示意图。

M1接口用户面协议栈如图8所示。传输网络层建立在IP传输之上，在UDP/IP上面采用GTP-U承载eNB和MBMS GW之间的用户面PDUs。

SYNC协议依照3GPP TS 25.446R10中所定义，用于承载额外的信息，该信息使得eNB可以识别无线帧的发送时间和检测包丢失。每个MBMS业务使用自身的SYNC实体。SYNC协议应用于下行链路并起始于BM-SC模块111。

图9为现有技术中LTE的MBMS的控制面协议栈的结构示意图。

控制面协议栈主要功能包括接入控制、承载管理、测量以及移动性管理等，其协议栈架构如图9所示。

其中，RAN30与核心网11处的控制面接口为M3，核心网11中如图9所示涉及控制面包含MME模块113、MBMS GW模块112以及BM-SC模块111。M3接口的控制面协议栈如图9所示。传输网络层建立在IP传输之上，为了保证可靠的信令传输，在IP层之上使用SCTP协议。应用层协议栈定义为M3AP(M3 Application Protocol)。数据链路层应包括PPP、Ethernet等协议；E-TURAN和MME应支持IPv4和IPv6。

在上述图2-图9所示的架构下用以完成广播业务从业务核心网到RAN侧的关键流程，包括图10中的广播业务会话启动流程、图11中的广播业务会话更新流程以及图12中的广播业务会话结束流程。图10-12中所示和描述的指代与上述1-9图中各个模块一致，在此省略标识。

图10为现有技术中LTE的广播业务会话启动流程图，在广播业务会话启动流程中，当BM-SC准备发送数据时，BM-SC初始化MBMS会话开始过程。会话开始请求激活所有用于传输MBMS数据的网络承载资源，并通知对所要广播的业务内容感兴趣接收该MBMS数据的UE。

BM-SC的下游节点列表和MBMS GW的控制面节点(MME)通过以下方式获得：MBMS控制面节点列表从BM-SC发送到MBMS GW。

通常，针对BM-SC模块111包含在下游节点列表中的MBMS GW为省MBMS GW(或为2个以保证灵活性)。

广播业务会话启动流程，如下所示：

步骤A1-1:BM-SC向MBMS GW发送会话请求消息，指示会话即将开始，并为MBMS GW提供会话属性，会话属性包含如TMGI(临时移动组标识)、流标识、QoS(Quality ofService，服务质量)、MBMS业务区域、会话标识、估计会话持续时间、MBMS网关对应的MBMS控制面节点列表、MBMS数据传输时间、MBMS数据传输开始、接入指示等。该消息发送到的MBMSGW为BM-SC相应的第一承载上下文模块的第一承载上下文中的“下游节点”参数列出的MBMSGW。对于同一个MBMS承载业务(由TMGI表示)，BM-SC可启动多个不同内容的会话。如果有多个会话，会话开始请求消息中的流标识用于指示不同的子会话，且相关的MBMS业务区域不应当重叠。接入指示用来指示MBMS业务应在哪种无线接入类型上广播，如RAN。接入指示可以放在MBMS GW产生的计费信息中。

步骤A1-2:MBMS GW向BM-SC发送会话开始响应消息，通知BM-SC向MBMS GW发送MBMS数据。

步骤A1-3:MBMS GW生成第二承载上下文(由第二承载上下文模块承载，下同)。MBMS GW保存会话属性和第二承载上下文中的MBMS控制面节点列表，并根据为该会话分配IP组播地址和C-TEID(control-Tunnel Endpoint Identifier，控制面隧道端点标识，隧道配置信息中一种)。MBMS GW使用接入指示过滤掉与接入指示不一致的实体节点，然后向“MBMS控制面节点列表”中的MME发送会话开始请求消息，其中包括会话属性(如TMGI、流标识、QoS、MBMS业务区域、会话标识、估计会话持续时间、传输网络IP多播地址、C-TEID(隧道配置信息)等)。

步骤A1-4:MME生成第三承载上下文(由第三承载上下文模块承载，下同)。MME保存会话属性，向RAN发送包含会话属性(如TMGI、流标识、QoS、MBMS业务区域、会话标识、估计会话持续时间、传输网络IP多播地址、C-TEID等)的会话开始请求消息。如果连接到RANs(至少一个RAN)，则MME根据MBMS业务区域选择向哪些RAN发送会话控制消息。

步骤A1-5:RAN生成RAN侧承载上下文(由RAN侧承载上下文模块承载，下同)。RAN保存会话属性，向MME响应已接收到会话开始请求消息。步骤A1-4中发送的会话属性信息需要配置到RAN。

步骤A1-6:MME保存会话属性，并将eNodeBs(RAN中)标识作为它的第三承载上下文中的“下游节点列表”参数然后响应MBMS GW。一旦会话请求被一个RAN节点接受，则MME可向MBMS GW发送会话开始响应消息。

步骤A1-7:为了向对所要广播的业务内容感兴趣的UE发送MBMS数据，RAN建立无线资源。对于RAN，如果存在MBMS数据传输启动参数，则调度相应的无线资源，否则使用MBMS数据传输时间参数进行调度。该步骤为虚线框描述，因为RAN侧自身建立无线资源的过程不需要向RAN外实体进行数据或信令交互，故用图10中的虚线框描述自身行为。

步骤A1-8:如果RAN节点接受IP组播分发，则加入MBMS GW分配的传输网IP组播地址(包括组播源的IP地址)，从而启动MBMS数据的接收。如果几个MBMS承载服务使用相同的IP组播地址，加入组播的过程一次完成。该步骤为虚线框描述，因为RAN侧按照IP组播地址加入IP组播组的过程不需要向RAN外实体进行数据或信令交互，故用图10虚线框描述自身行为。

步骤A1-9:BM-SC开始发送MBMS数据。

MBMS GW接收MBMS数据。MBMS GW使用IP组播分发向所有已加入的eNodeBs(RAN中)发送MBMS数据。

图11为现有技术中LTE的广播业务会话更新流程图。

广播业务会话修改或更新流程可以由BM-SC发起。BM-SC利用会话更新过程更新正在进行的MBMS广播业务会话的业务区域或QoS(ARP，Address Resolution Protocol，地址解析协议)参数。可通过会话更新请求修改的属性包括：MBMS业务区域、接入标识、MBMS数据传输开始、QoS(ARP)和MBMS控制面节点列表。接收到会话更新请求的节点通过比较消息中的属性和相应的存储在第一承载上下文(由第一承载上下文模块承载，下同)中的属性确定如何修改属性。

一个节点收到会话更新，进一步将会话更性发送到下游节点，以通知MBMS业务属性的变更。如果MBMS GW收到的会话更新包含MME和SGSN参数列表，则将会话更新发送到新的下游节点，同时向从列表中删除的下游节点发送会话停止消息。

广播业务会话更新流程，如下所示：

步骤A2-1:BM-SC向MBMS GW发送会话更新请求(如TMGI、流标识、QoS、MBMS业务区域、会话标识、估计会话持续时间、MBMS网关对应的MBMS控制面节点列表、MBMS数据传输时间、MBMS数据传输开始、接入指示等)。TMGI和会话标识指示会话。除了ARP参数，所有其他QoS相关参数与前述会话开始消息中的参数应当相同；如果发生更新，ARP参数可以不同。MBMS业务区域和MBMS控制域节点(MMEs)定义新的业务区域。评估的会话周期应当根据会话保留部分设置数值。如果MBMS业务的无线接入更新，则应当包含接入指示，指示MBMS业务的无线接入类型，如RAN。只有接入指示为RAN，才能更新ARP参数。接入指示可以放在MBMS GW生成的计费信息中。

步骤A2-2:MBMS GW在第二承载上下文中保存新的会话属性，向BM-SC发送会话更新响应消息。

步骤A2-3:MBMS GW使用接入指示过滤新的MBMS控制面节点列表，忽略与接入指示不一致的实体模块，比较新的MBMS控制面节点列表和保存在第二承载上下文中的MBMS控制面节点列表。MBMS GW向新增的MME发送MBMS会话开始请求消息，向已删除的MME发送会话停止请求消息，向保留的MME发送MBMS会话更新请求消息(如TMGI、流标识、QoS、MBMS业务区域、会话标识、估计会话持续时间、传输网络IP多播地址、C-TEID等)。

步骤A2-4:收到MBMS会话更新请求消息的MME，向每个连接到MME的eNodeB/RAN发送包含会话属性(如TMGI、流标识、QoS、MBMS业务区域、会话标识、估计会话持续时间、传输网络IP多播地址、C-TEID等)的MBMS会话更新请求消息。对于RAN，当连接到多个RAN时，MME基于MBMS业务区域过滤分发MBMS会话更新请求消息到相应的RAN。

步骤A2-5:如果在RAN中没有MBMS会话更新请求消息中TMGI相关的MBMS承载上下文，则生成RAN侧承载上下文。否则RAN将新的业务区域和保存在RAN侧承载上下文中的值进行比较并作相应更新。然后RAN向MME发送响应消息确认收到会话更新请求消息。

步骤A2-6:MME更新它的第三承载上下文属性值并响应MBMS GW。如果有一个RAN节点接受会话更新请求，则MME可以向MBMS-GW发送响应。

步骤A2-7:RAN向对所要广播的业务内容感兴趣UE发送MBMS数据建立/释放无线资源。如果ARP参数更新，RAN应确保所有无线资源的更新在相应MBSFN区域中的所有eNodeBs上保持同步。对于RAN，如果存在MBMS数据传输开始参数，则相应的调度无线资源，否则使用MBMS数据传输参数。该步骤为虚线框描述，因为RAN侧自身建立无线资源或释放无线资源的过程不需要向RAN外实体进行数据或信令交互，故用图11中虚线框描述自身行为。

步骤A2-8:eNodeBs按照由MBMS GW分配的用户面IP组播地址发送IP组播加入或离开消息。如果多个MBMS承载服务共享相同的IP组播地址，应在加入或离开消息发送之前考虑。该步骤为虚线框描述，因为RAN侧按照IP组播地址加入或离开IP组播组的过程不需要向RAN外实体进行数据或信令交互，故用图11中虚线框描述自身行为。

图12为现有技术中LTE的广播业务会话结束流程图。

广播业务会话结束流程中，当MBMS会话需要终结，BM-SC会话和发送功能初始化MBMS会话结束流程。当没有额外的MBMS数据需要发送，在足够长的时间内可以释放网络中的承载资源，则会话被终结。对于EPS(Evolved Packet System,演进分组网络)中的E-UTRAN(演进无线接入网),该流程传播到所有注册到相应MBMS承载服务的MBMS GWs(至少一个MBMS GW),MMEs(至少一个MME)，以及接收IP组播分发的RAN。

广播业务会话结束流程，如下所示：

步骤A3-1-1:BM-SC向将要发送该广播业务数据内容第一承载上下文中的“下游节点列表”参数中的MBMS GW发送会话结束请求消息，用于指示会话结束和释放承载资源。第一承载上下文由TMGI或TMGI+流标识的唯一标识。BM-SC设置它的第一承载上下文状态为'Standby'保持状态。

步骤A3-1-2:M BMS GW发送会话结束响应并释放会话相关信息。

步骤A3-2-1:MBMS GW向之前接收会话开始请求消息的MME转发会话结束请求消息，释放到RAN的相关承载资源并设置它的第二承载上下文属性为‘Standby’保持状态。如果是广播MBMS承载服务，则MBMS GW释放M第二承载上下文。

步骤A3-2-2:接收到会话结束请求消息的MME向发送给它的MBMS GW发送广播会话结束响应消息，表示已收到广播会话结束请求。

步骤A3-3-1:MME向之前接收会话请求消息的RAN会话结束请求消息，并设置它的第三承载上下文属性为‘Standby’保持状态。每个E-UTRAN向MME发送会话结束响应消息。如果是广播MBMS承载服务，则MME释放M第三承载上下文；根据互联网组管理协议(例如协议RFC 3376,RFC 3810和RFC 4604)，如果RAN正在使用IP组播分发，应关闭从特定MBMS承载服务的IP骨干接收。如果几个MBMS承载服务共享相同的IP组播地址，只有最后一个使用共享IP组播地址停止后，才能停止从IP骨干接收。

步骤A3-3-2:接收到会话结束请求消息的RAN侧向发送给它的MME发送广播会话结束响应消息，表示已收到广播会话结束请求。

步骤A3-3-3:根据互联网组管理协议(例如RFC 3376,RFC 3810和RFC 4604)，如果E-UTRAN正在使用IP组播分发，应关闭从特定MBMS承载服务的IP骨干接收。如果几个MBMS承载服务共享相同的IP组播地址，只有最后一个使用共享IP组播地址停止后，才能停止从IP骨干接收。

步骤A3-4：RAN释放该广播业务数据内容占用的资源并删除RAN侧承载上下文。对于RAN，如果存在MBMS数据传输停止参数，则相应的无线资源释放被调度。该参数可以由BM-SC在会话停止信令中提供。该步骤为虚线框描述，因为RAN侧自身释放无线资源的过程不需要向RAN外实体进行数据或信令交互，故用图12虚线框描述自身行为。

通过图1至图12的上述描述，就会发现现有的MBMS传输系统、MBMS传输方法、核心网设备及接入网设备是无法满足5G广播的客观业务需求的。

目前中国国内市、县级广播运营商或小型广播运营商存在区域性业务需求，即市、县级广播运营商或小型广播运营商只需负责所在的局部或小型区域的广播业务需求即可，并且中国国内之前是按照DTMB(Digital Television Terrestrial MultimediaBroadcasting，地面数字电视广播多媒体传输)标准部署的广播，未部署过基于3GPP标准的广播，即没有3GPP标准广播的实际部署基础，但是按照DTMB标准的广播技术无法进入移动终端中，因此寻求一种有效的方式是按照3GPPR16标准进行国内广播业务的部署，能够实现广播业务到移动终端目标实现。但若按照图2 3GPP的网络架构和网元进行实际部署，则部署成本太高，因此需要按照国内广播业务的快速部署情况重新设计广播业务核心网网络架构和网元，即以实现广播业务核心网功能为基础，设计尽量少的网元与接口来满足市、县级广播运营商或小型广播运营商针对区域性业务需求的精简核心网架构的要求。

另外，还存在这样的技术困难，由于控制面参数的传输需要保证传输的稳定性，并且双向接口由于传输控制面参数的过程中能够实现接收实体向发送实体发送信息反馈的优势，因此在控制面的实现过程中，广播业务核心网与RAN侧之间的接口为基于保证可靠性协议的双向接口，但例如中国国内目前广播业务核心网与RAN侧间的接口为单向接口，无法按照图2的双向接口进行实际部署，因此需要按照国内广播业务的快速部署情况重新设计广播业务核心网网与RAN侧的控制面接口，以及用户面M1接口的配置方式。

因而，技术困难本身就是非显而易见的。

将现有LTE的网络架构是无法直接转用到5G广播上的，本案认为，现有LTE的网络架构未曾遇到这样的困难，即既满足区域性业务需求又满足单向节传网络的要求，所以，如何在MBMS系统构架上设计满足5G广播的客观业务需求这一技术问题的提出本身对于本领域技术人员而言，就是非显而易见的，广播业务如何基于MBMS框架。并且，在转用的过程中也需要创造性克服存在技术困难，面对5G广播业务需求主要体现在以下两点：

第一点，现有技术的方案无法满足目前如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求，即考虑到区域性部署的便捷性与高效性。由于原LTE核心网传输架构(如图1至图12所示)难以满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求，会大大影响国内广电5G广播业务的快速部署。具体而言，按照图2广播业务核心网架构存在BM-SC，MBMS GW，MME，在控制面，BM-SC与MBMS GW的SG-mb接口，MBMS GW与MME的Sm接口均为基于保证可靠性协议的双向接口，用以完成控制面功能，但目前我国市、县级广播运营商或小型广播运营商存在区域性业务需求，即市、县级广播运营商或小型广播运营商只需负责所在的局部或小型区域的广播业务需求即可，并且我国之前是按照DTMB(DigitalTelevision Terrestrial Multimedia Broadcasting，地面数字电视广播多媒体传输)标准部署的广播，未部署过基于3GPP标准的广播，即没有3GPP标准广播的实际部署基础，但是按照DTMB标准的广播技术无法进入移动终端中，因此寻求一种有效的方式是按照3GPPR16标准进行国内广播业务的部署，能够实现广播业务到移动终端目标实现。但若按照图23GPP的网络架构和网元进行实际部署，则部署成本太高，因此需要按照国内广播业务的快速部署情况重新设计广播业务核心网网络架构和网元，即以实现广播业务核心网功能为基础，设计尽量少的网元与接口来满足市、县级广播运营商或小型广播运营商针对区域性业务需求的精简核心网架构的要求。

因此，需要根据目前广电核心网传输的客观情况，简化原LTE MBMS核心网传输架构与网元，重新设计满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求的核心网网络架构和网元。

第二点，现有技术的方案无法衔接和满足目前广播大塔的业务核心网与RAN侧间的接口方式多为传统光纤、卫星、微波等单向传输的方式，主要是例如中国国内(非本发明限制)采用的为单向传输，因此国内5G广播业务内容从核心网到RAN侧的传输要满足像光纤、卫星、微波等这样单向传输的方式，因此这种核心网到RAN侧间的传输接口为单向接口，即5G广播核心网与RAN侧需要满足单向节传网络的需求。如要满足核心网与大塔间的单向接口，则无法按照现有技术中国际标准3GPP规定的双向接口M3(如图2、图9中双向接口M3)进行配置与部署。因此从传输的控制面来看，现实的单向接口情况对控制面信令的传输与双向交互都会产生巨大影响，因此需要对核心网的控制面和用户面重新予以设计，在控制面需要设计一种面向单向接口的控制面信令传输系统和方法；在业务传输面需要考虑按照单向传输接口的情况，将原来通过双向接口配置用户面接口M1的方式重新设计为单向的通过静态配置方式例如O&M或者旁路通道进行传输。

本发明的实施例结合图13-图18提供了一种适用于广播业务的MBMS传输系统技术方案，能够针对性解决上述现有MBMS的方案无法适用考虑到区域性部署的便捷性与高效性和单向接口的问题，本实施例提供了一种满足上述要求的新5G广播业务核心网传输架构与网元，以及新的业务核心网到大塔的控制面与用户面的传输方式，以此提升整个系统传输性能。本实施例中仅以5G为实施例，5G并非本发明的限制。

图13为本发明的实施例中适用于广播业务的MBMS传输系统102的示例的模块示意图。

适用于广播业务的MBMS传输系统102涉及具有组播和广播多媒体子系统(multicast and broadcast multimedia subsystem,MBMS)能力的网络架构。

本实施例中，一种适用于广播业务的MBMS传输系统102包含：内容源20、核心网(核心网设备)12、RAN(接入网设备)31以及用户终端设备UE40。

核心网(核心网设备)12的传输架构和网元时，能满足小型或局部运营商的业务需求，这样的小型或局部运营商的业务需求可以是按照预定区域性业务需求条件被预先设计的，预定区域性业务需求条件中的具体内容本案不予以限制。

本实施例中核心网12采用5G广播核心网，核心网12包括：业务控制平台SCP121(SCP，service control Platform业务控制平台)和集成广播业务实体iBSE122(iBSE，integrated broadcasting entity集成广播业务实体)。核心网12中接口部分，SCP121和内容源20之间为xMB接口，SCP121和iBSE122为xMB接口，iBSE122和RAN31之间为M1接口200，iBSE122另通过静态配置通道300例如O&M或旁路通道接口和RAN31通信连接。

核心网12在极简模式下，满足从核心网内容封装完成后直接发射到RAN侧的传输要求，因此将原有3GPP完整架构进行简化，即将原有架构中的MME、MBMS-GW、BM-SC功能进行简化与集成，修改后的网元模块称为集成广播业务实体(iBSE，integrated broadcastingentity)。

内容源20用于完成广播业务内容的制作。业务控制平台121用于完成与业务内容相关业务控制功能，包括以下六项功能之一或者自由组合：鉴权认证、访问接入、业务管理、内容保护、业务门户、ESG(Electronic Business Guide，电子业务指南)。

第(1)功能，鉴权认证：鉴权认证指的是当UE接入到网络接收广播消息之前，需要网络验证用户是否合法有效，保证用户合法权利，并提供用户的安全接入保证。对于UE身份的鉴权认证，可以根据自身的需要，采用其他灵活的验证方式，例如通过APP应用层方面的鉴权认证或者通过用户一次性缴费、而后信息入库的方式等方式。

第(2)功能，访问接入：根据用户购买产品信息，确定其是否有特定产品的访问权限，保证用户收视权限。向终端用户提供统一的可访问地址，结合鉴权认证模块完成对终端用户的鉴权认证过程，配合ESG模块等模块完成辅助数据、用户反馈、业务补包等功能，配合内容保护模块完成终端用户对加密内容进行解密的过程。

第(3)功能，业务管理：提供计费、日志等业务管理功能。

第(4)功能，内容保护：用于广播服务密钥的分发和管理，实现对业务内容的保护。MBMS用户服务也可能会用安全功能为MBMS数据进行完整性和机密性保护。MBMS安全功能被用来分发MBMS密钥(密钥分发功能)给授权的UE。安全功能的详细描述可参见3GPP TS33.246R10。内容保护可以采用编码器加DRM的方式实现。DRM生成秘钥提供给编码器，编码器利用秘钥生成加密后的媒体数据。终端收到加密数据后，会周期向服务端请求秘钥数据。可直接面向DRM或是统一对外的服务器。

第(5)功能，业务门户：为用户提供门户管理与门户数据呈现。

第(6)功能，ESG：ESG(电子业务指南)主要是网络给终端提供业务引导及展示。具体内容由ESG标准组确定。生成终端业务指引相关文件及配套数据。

图13中，iBSE模块122用于完成以下三方面的功能，包含：业务核心网会话管理和传输配置功能、业务通知功能、以及基于位置的相同MBMS用户服务的内容传输。

(一)iBSE模块122的第一方面的功能，业务核心网会话管理和传输配置功能，分为控制面功能和用户面功能。

iBSE122完成的用户面功能：将从内容源20传输的业务数据按照SYNC协议(synchronization，同步协议)，添加SYNC头(同步头)，然后将添加完SYNC头的广播业务数据从业务核心网12向RAN侧的传输。

iBSE122完成的控制面功能：将用以传输给RAN侧的控制面信令整理成参数集的形式作为集成参数集，该集成参数集中包含与单频网组网相关参数，以实现核心网对单频网组网的控制，并将集成参数集发送给RAN侧。

进一步，集成参数集包括三部分，第一部分是表6为广播业务会话传输属性参数集与M1接口隧道配置信息(如下表6)，第二部分是表7为RAN侧内部M2接口参数集(如下表7)，第三部分是表8为与单频网组网相关的无线资源调度参数集(如下表8)。

RAN31包含eNB与MCE的合成部分，接收业务核心网13传送来的控制面信令与业务数据内容。

iBSE122完成的是业务核心网会话管理与传输配置面功能，这部分功能之前由现有技术中的BM-SC模块111，MBMSGW模块112，MME模块113三个网元部分来完成。会话管理和传输配置功能可分为用户面功能和控制面功能两部分。

用户面功能部分，在原架构中例如图2，BM-SC模块111从内容源20收到广播业务数据后，对广播业务数据按照SYNC协议为业务数据添加SYNC包头，然后通过SGi-mb接口传输给MBMS GW模块112，MBMS GW模块112收到用户面数据后，按照M1协议栈规定数据的传输格式，将数据以IP组播的方式传输给需要广播业务数据区域的RAN侧30。

用户面功能部分，在本实施例架构中，SCP模块121接收到内容源20的广播业务数据后，在用户可以获得业务数据的情况下，SCP模块121将数据透传给iBSE122，iBSE122接收到数据后，按照SYNC协议为业务数据添加SYNC包头，然后按照M1协议栈规定数据的传输格式，将数据以IP组播的方式传输给需要广播业务数据区域的RAN侧31。相比而言，新提出的核心网12，用户面功能的实现通过一个网元iBSE122即可，不需经过原来的BM-SC、MBMS GW、以及相关的接口SGi-mb，可以减少业务数据所经过网元和接口的处理与维护，并且能够满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求，即达到区域性部署的便捷性与高效性的目的。同时业务数据经历的网元与接口数量减少，能够减少业务数据传输导致的延时，使业务数据更快到达RAN侧。

控制面功能部分，在现有技术架构中，BM-SC模块111将与广播业务相关的控制面信令参数即MBMS承载上下文模块1112(第一承载上下文模块)的内容，通过SG-mb接口传输给MBMS GW模块112，MBMSGW模块112获取到MBMS承载上下文模块1112(第一承载上下文模块)的内容后，加入MME列表参数，表征将要发送控制面信令参数给MME的相应MME地址，形成MBMSGW承载上下文模块1122(第二承载上下文模块)的内容，并将该内容通过Sm接口传输给MME模块113，MME模块113在获取到MBMSGW承载上下文模块1122(第二承载上下文模块)的内容后，加入MCE列表参数，表征将要发送控制面信令参数给RAN侧中的MCE的相应MCE地址，形成MBMS承载上下文模块1134(第三承载上下文模块)内容，并通过M3接口发送给RAN侧。

控制面功能部分，在本实施例架构中，在用户可以获得业务数据的情况下，iBSE122整理标准参数集内容作为集成参数集，集成参数集包含三部分内容，第一部分为广播业务会话传输属性参数集与M1接口隧道配置信息，第二部分为M2接口配置参数集，第三部分为与单频网组网相关的无线资源调度参数集，将标准参数集通过O&M或者旁路通道的以单向的方式下发到RAN侧。相比而言，新提出的核心网12，控制面功能的实现通过一个网元iBSE即可，不需经过原来的BM-SC模块111，MBMSGW模块112，MME模块113以及相关的接口SG-mb，Sm，M3接口，可以减少控制面信令所经过网元和接口的处理与维护，并且能够满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求，即达到区域性部署的便捷性与高效性的目的。不仅如此，还能满足核心网与RAN侧单向接口的客观需求，现有技术核心网11架构无法满足广电单向节传网络的需求，同时标准参数集的第三部分内容较原架构可以实现核心网对单频网组网的控制需求，便于单频网组网。表4给出了核心网12在上行方向上与内容源20之间的接口定义表。表5给出了核心网12在下行方向上与RAN31侧之间的接口定义表。

表4：核心网12向上与内容源的接口定义表

表5：核心网12向下与RAN侧的接口定义表

核心网12的内部接口：不包含Sm，SGi-mb，SG-mb接口。将原有的Sm，SGi-mb，SG-mb接口(如图2所示的接口)由于原LTE核心网的网元不存在，因而此三个接口Sm，SGi-mb，SG-mb都精简掉，核心网12中都进行了省略、简化。

与现有LTE MBMS核心网11的传输架构相比：按照满足小型或局部运营商的需求，具体为满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求，即考虑到区域性部署的便捷性与高效性。精简去掉原有架构中的BM-SC，MBMS GW，MME。本实施例中5G广播核心网12设计一种新的网元iBSE用以满足广播传输要求相关的业务核心网功能。并且按照核心网与RAN侧的单向接口的需求，即需要满足广电单向节传网络的需求，原有核心网架构下与RAN侧的控制面双向M3接口与M1接口的通过双向配置的方式无法实现。因此，用户面M1接口的配置方式通过一下方式替代实现：将配置M1接口所需要的参数信息加入到标准参数集中，通过O&M或者旁路通道的方式单向下发到RAN侧进行M1接口的配置；控制面采用将标准参数集通过O&M或者旁路通道的单向下发到RAN侧的方式进行控制面信令的传输与配置。

M1接口的具体实现方式可以采用传统光纤、卫星、微波等方式或组合。M1接口单向配置的方式为配置M1接口所需要的隧道配置信令中的GTP-TIED(GPRSTunnelingProtocol-TEID：Tunnel Endpoint Identifier，通用分组无线服务隧道协议-隧道端点标识)参数加入到标准参数集中，通过O&M或者旁路通道单向下发到RAN侧的方式进行静态的配置，若还涉及到与M1接口的其他维护与处理，均通过O&M或者旁路通道单向下发到RAN侧的方式进行静态的配置。

5G广播业务核心网12与大塔(RAN31)间的传输方式，表5中可知，核心网与广播大塔之间为单向接口M1，并且，用户面传输部所传输的广播业务数据和控制面传输部的集成参数集依据5G广播业务的单向节传网络要求被配置。M1接口配置业务数据传输隧道配置的方式包括将M1接口配置参数中的GTP-TEID参数放到标准参数集中并通过O&M或者旁路通道的方式传输给RAN侧进行M1接口的配置。

在本实施例的集成参数集中，表6与8是必选参数，由核心网下发至RAN侧。表7为可选参数，其发送根据RAN内部MCE部署方式而定：若MCE采用集中式部署，即MCE与eNB之间存在M2接口，则需要发送表7用于配置M2接口；若MCE采用分布式部署，即MCE与eNB不存在M2接口，采用模块间接口传输，则不需要发送表2配置M2接口。

O&M接口或旁路通道：O&M接口为RAN侧进行操作与维护的接口，旁路通道为与RAN到核心网侧标准接口相对的不同地址的其他通路接口。

设计通过O&M或者旁路通道的方式单向传输的标准参数集作为集成参数集，集成参数集包含如下表6-表8的描述：

表6：会话传输参数集

表7：RAN侧内部M2接口配置参数集

表8：无线资源调度参数集

值得注意的是，本实施例中，集成参数表例如表6-8是可以独立于本实施例中适用于广播业务的MBMS传输系统102的整体框架设计而可以分别单独配置和分别单独传输的，换言之，对于RAN侧的控制面而言，广播业务核心网向RAN侧传递的是集成参数集用于实现控制面功能，实现的控制面功能进一步包括描述广播业务会话传输属性，配置M1接口隧道，单频网组网，M2接口配置等功能，而实现上述功能需要RAN侧只需要接收上述集成参数集，与广播业务核心网架构、广播业务核心网与RAN间的接口都无关。

(二)iBSE模块122的第二方面的功能，业务通知功能。

业务通知功能是一种用户服务级别的功能。

iBSE模块122所支持的业务通知功能应该能够为MBMS用户业务的多播和广播方式提供业务通知。能够给UE提供多媒体描述，用来详细说明MBMS用户业务(如视频和音频的编解码种类)中传输的多媒体数据。

iBSE模块122能够给UE提供MBMS会话描述，用来详细说明MBMS用户业务(如多播业务标识，地址，传输时间等等)中传输的MBMS会话。

iBSE模块122能够利用IETF的协议规定的MBMS多播和广播承载服务的业务通知方式传输多媒体和会话描述。

iBSE模块122所支持的业务通知功能也应该支持下面的机制。业务通知消息可以由iBSE模块122触发，但是并不是必须由iBSE模块122发送。业务通知消息可以由iBSE模块122触发，但是实际应用当中发送业务通知消息的实体并不是必须由iBSE模块，可以通过其他实体进行发送。包含：

·通知MBMS用户服务的MBMS承载的能力；

·PUSH机制(WAP push)；

·SMS(点对点)；以及

在未来的演进协议版本同样会考虑其它的机制。

(三)iBSE模块122的第三方面的功能，基于位置的相同MBMS用户服务的内容传输。

有些MBMS用户服务可能会在网络的不同区域广播不同内容。对于这样的场景，UE不感知内容和位置的关系，即UE仅仅是激活业务的接收和接收与基本位置相关的数据内容。

iBSE模块122通过为每个数据流建立独立的MBMS承载来控制哪些内容该在哪些区域广播。同一个MBMS用户服务的所有的MBMS承载共享一个TMGI，但是具有不同的流标识。iBSE模块122在MBMS会话开始流程中分配流标识，并为每个数据流发起独立的会话。对于EPS中的IP多播地址，MBMS GW基于TMGI和流标识分配一个IP多播地址。因为在一个具体的区域，相同的内容只有一个版本会被广播，因此，每个会话的MBMS服务区不应该重叠。这可以通过在iBSE模块122做适当的配置信息来确保MBMS服务区不重叠。如果不同的服务区有重叠，且在这个MBMS服务区的某个TMGI已经有了一个激活的MBMS会话，则eNodeB会拒绝该TMGI的其他任意的会话开始请求。如上所述，UE不感知流标识，也不感知同一个MBMS用户服务的多个MBMS会话。

此本实施例中，适用于广播业务的MBMS传输系统102架构下的协议栈，分为用户面协议栈和控制面协议栈。

图14为本发明的实施例中用户面协议栈的结构示意图。

关于用户面协议栈：

本实施例中，适用于广播业务的MBMS传输系统102在核心网12的架构下，用户面功能从iBSE122处起始，终止于RAN31侧，M1接口传输的数据可以仅支持单向下行方向。

与原有的核心网11架构的用户面协议栈相比，原有的核心网11架构下，如图8所示，用户面功能传输的业务数据从BM-SC模块111起始，依次经历接口SGi-mb，MBMS GW模块112，接口M1，到达RAN30侧。

本实施例中，核心网12架构的用户面协议处理过程减少，无需经过网元BM-SC，MBMS GW和接口SGi-mb，直接经过一个网元iBSE122和M1接口，到达RAN31侧。原有的核心网11中RAN30侧和本实施例中核心网12中的RAN31侧均通指接入网设备，RAN30、RAN31均分别包含eNB和MCE。

因此，本实施例中，协议处理过程变得简单，并且能够满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求，即达到区域性部署的便捷性与高效性的目的，还能满足核心网与RAN侧单向接口的客观需求，原核心网协议栈无法满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求以及广电单向节传网络的需求。同时协议处理流程减少，能够减少业务数据传输导致的延时，使业务数据更快到达RAN侧。SYNC协议的起始位置由BM-SC变为iBSE，终止位置没有发生变化为RAN侧。

如图14所示，在本实施例中核心网12的架构下，iBSE122的协议栈对应有TNL部(Transport Network Layer,传输网络层)，GTP-U部(GPRS Tunnel Trotocol-User，GPRS隧道协议-用户面)，SYNC部，MBMS数据包。RAN侧为TNL部表征传输网络中的信息，包括RAN侧基站IP地址、MCE地址等信息。采用GTP-U用来传输用户面数据，起始与iBSE终止于RAN侧。SYNC用于保证用户数据传输的内容同步，起始于iBSE。MBMS数据包表征核心网协议栈中数据包的发送起始于iBSE.

如图14所示，在本实施例中核心网12的架构下，RAN侧31协议栈向上对应于iBSE对应有TNL部，GTP-U部，SYNC部，向下对应UE侧有RLC(Radio Link Control,无线链路控制)层，MAC(Medium Access Control，媒体接入控制)层，PHY(Physical，物理)层。RAN侧协议栈向上，TNL表征传输网络中的信息，与iBSE处信息一致。采用GTP-U用来接收对端iBSE发送的用户面数据。SYNC用于保证用户数据传输的内容同步，终止于RAN侧。RAN侧协议栈向下，RLC层负责分段与连接、重传处理，以及对高层数据的顺序控制，在5G广播核心网中采用UM模式进行传输与处理。MAC层负责处理HARQ重传，上下行调度与复用等功能。PHY层负责处理编译码、调制解调、多天线映射以及其它物理层功能。

图15为本发明的实施例中控制面协议栈的结构示意图。

关于控制面协议栈：

在本实施例的核心网12的架构下，由于控制面是通过O&M或者旁路通道传输标准参数集的方式进行配置，因此控制面协议栈无核心网协议栈与RAN侧相对的对等层。即RAN31侧控制面协议栈向上相对核心网，只负责接收核心网12通过O&M或者旁路通道传输的标准参数集即可。RAN31侧向下相对UE40协议栈包括RRC(Radio Resource Control，无线资源控制)层，RLC层，MAC层，PHY层。RRC层支持终端和eNodeB间多种功能的信令协议，包括广播的系统消息，寻呼功能，RRC连接建立、保持和释放，端到端无线承载的建立、修改和释放等功能。RLC层负责分段与连接、重传处理，以及对高层数据的顺序控制，在5G广播核心网中采用UM模式进行传输与处理。MAC层负责处理HARQ重传，上下行调度与复用等功能。PHY层负责处理编译码、调制解调、多天线映射以及其它物理层功能。如图所示。

在本实施例的核心网12架构下，控制面功能采用O&M或者旁路通道传输标准参数集的方式实现。与原核心网11架构控制面协议栈相比，如图9的原核心网11架构下，控制面功能需要传输的参数集内容从BM-SC起始，依次经历接口SG-mb，网元MBMS GW，接口Sm，网元MME，双向接口M3，到达RAN侧。本实施例的核心网12架构的控制面协议处理过程减少，无需经过网元BM-SC，MBMS GW，MME和接口SG-mb，Sm，双向接口M3，直接经过一个网元iBSE和单向O&M或者旁路通道接口，到达RAN侧。因此协议处理过程变得简单，并且能够满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求，即达到区域性部署的便捷性与高效性的目的，还能满足核心网与RAN侧单向接口的客观需求，现有技术中核心网11协议栈无法满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求以及广电单向节传网络的需求。

在本实施例的适用于广播业务的MBMS传输系统102的结构下用以完成广播业务从业务核心网到RAN侧的关键流程，包括图16的广播业务会话启动流程，图17的广播业务会话更新流程，图18的广播业务会话结束流程。图16-18中和描述的模块与图13中一致，省略指代。

图16为本发明的实施例中广播业务会话启动流程图。本实施例中业务会话启动流程，包括如下：

步骤B1-1:iBSE通过O&M或者旁路通道的方式向RAN发送会话开启消息，指示会话即将开始。并为RAN提供会话属性(如TMGI、流标识、QoS、MBMS业务区域、会话标识、估计会话持续时间、MBMS数据传输时间、MBMS数据传输开始等)。对于同一个MBMS承载业务(由TMGI表示)，BM-SC可启动多个不同内容的会话。如果有多个会话，会话开始请求消息中的流标识用于指示不同的子会话，且相关的MBMS业务区域不应当重叠。

步骤B1-2:为了向对所要广播的业务内容感兴趣的UE发送MBMS数据，RAN建立无线资源。对于RAN，如果存在MBMS数据传输启动参数，则调度相应的无线资源，否则使用MBMS数据传输时间参数进行调度。该步骤B1-2为虚线框描述，因为RAN侧自身建立无线资源的过程不需要向RAN外实体进行数据或信令交互，故用虚线框描述自身行为。

步骤B1-3:iBSE使用IP组播分发向所有已加入的RAN侧节点发送MBMS数据。

在核心网12的新架构下，广播业务会话启动流程从iBSE处起始，终止于RAN侧。现有技术的核心网11架构下，广播业务会话启动流程从BM-SC起始，经历网元MBMS GW，MME，到达RAN侧。新核心网架构的广播业务会话启动流程的处理过程减少，无需经过网元BM-SC，MBMS GW，直接经过一个网元iBSE，到达RAN侧。因此广播业务会话启动流程处理过程变得简单，并且能够满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求，即达到区域性部署的便捷性与高效性的目的，还能满足核心网与RAN侧单向接口的客观需求，原核心网广播业务会话启动流程无法满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求以及广电单向节传网络的需求。同时广播业务会话启动流程处理减少，能够减少业务数据和信令参数集传输导致的延时，使业务数据和信令参数集更快到达RAN侧，进而更快地实现广播业务会话启动。

图17为本发明的实施例中广播业务会话更新流程图。本实施例中，业务会话更新或修改流程,包括如下：

步骤B2-1:iBSE通过O&M或者旁路通道的方式向RAN发送会话更新消息，指示会话即将更新。向RAN侧发送标准参数集，为RAN提供新会话属性(如TMGI、流标识、QoS、MBMS业务区域、会话标识、估计会话持续时间、MBMS数据传输时间、MBMS数据传输开始等)。RAN侧比较新会话属性与原会话属性，相同的配置保持不变，更新的配置进行覆盖。

步骤B2-2:RAN侧依据更新后的配置信息，进行RAN侧资源的重建立。步骤B2-2为虚线框描述，因为RAN侧自身重建立无线资源的过程不需要向RAN外实体进行数据或信令交互，故用虚线框描述自身行为。

步骤B2-3:iBSE使用IP组播分发向所有已加入的RAN侧节点发送MBMS数据。

在本实施例的核心网12的新架构下，广播业务会话修改流程从iBSE处起始，终止于RAN侧。现有技术的核心网11架构下，广播业务会话修改流程从BM-SC起始，经历网元MBMSGW，MME，到达RAN侧。本实施例的广播业务会话修改流程的处理过程减少，无需经过网元BM-SC，MBMS GW，直接经过一个网元iBSE，到达RAN侧。因此广播业务修改流程处理过程变得简单，并且能够满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求，即达到区域性部署的便捷性与高效性的目的，还能满足核心网与RAN侧单向接口的客观需求，原核心网广播业务会话修改流程无法满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求以及广电单向节传网络的需求。同时广播业务会话修改流程处理减少，能够减少业务数据和信令参数集的传输导致的延时，使业务数据和信令参数集更快到达RAN侧，进而更快地实现广播业务会话修改。

图18为本发明的实施例中广播业务会话结束流程图。本实施例中业务会话结束流程,包括如下：

步骤B3-1:iBSE通过O&M或者旁路通道的方式向将要发送该广播业务数据内容的RAN侧节点发送会话结束请求消息，用于指示会话结束和释放承载资源。

步骤B3-2:RAN侧节点释放该广播业务数据内容占用的资源并删除MBMS承载上下文。对于RAN侧，如果存在MBMS数据传输停止参数，则相应的无线资源释放被调度。该参数可以由iBSE在会话停止信令中提供。该步骤B3-2为虚线框描述，因为RAN侧自身释放无线资源的过程不需要向RAN外实体进行数据或信令交互，故用虚线框描述自身行为。

在本实施例的核心网12新架构下，广播业务会话停止流程从iBSE处起始，终止于RAN侧。现有技术的核心网11架构下，广播业务会话停止流程从BM-SC起始，经历网元MBMSGW，MME，到达RAN侧。新核心网架构的广播业务会话停止流程的处理过程减少，无需经过网元BM-SC，MBMS GW，MME直接经过一个网元iBSE，到达RAN侧。因此广播业务会话停止流程处理过程变得简单，并且能够满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求，即达到区域性部署的便捷性与高效性的目的，还能满足核心网与RAN侧单向接口的客观需求，原核心网广播业务会话停止流程无法满足如市、县级广播运营商或小型广播运营商的区域性业务需求以及广电单向节传网络的需求。同时广播业务会话停止流程处理减少，能够减少信令参数集传输导致的延时，使RAN侧更快地进行资源的释放，进而更快地实现广播业务会话停止。

除了上述适用于广播业务的MBMS传输系统102，本发明还提供了一种适用于广播业务的MBMS传输方法，包括如下步骤：核心网用于将广播业务数据从内容源传送至RAN，该核心网包含：用于与广播业务数据相关的业务控制功能的业务控制平台；和用于广播业务数据的会话管理与传输配置功能的集成广播业务实体，其中，业务控制平台连接在内容源和集成广播业务实体之间，集成广播业务实体通过单向接口和静态配置通道分别与RAN通信连接。本实施例所提供的适用于广播业务的MBMS传输方法与如图13至图18所描述的适用于广播业务的MBMS传输系统102中所具有的技术特征和技术元素、功能模块是同理互通的，在此省略同样的描述。主要包括：

在本实施例中的适用于广播业务的MBMS传输方法中，包括：其中，集成广播业务实体用于用户面传输和控制面传输，进行会话管理的用户面传输部，对广播业务数据按照用户面传输协议添加同步数据包头，然后按照单向接口协议栈规定数据的传输格式，将数据以IP组播的方式传输给需要广播业务数据区域的RAN侧；和控制面传输用于进行传输配置，将控制面信令相关的集成参数集传输给RAN。其中，可选地，集成广播业务实体还用于：业务通知功能，通知用户终端UE即将到来或者正在进行的广播业务数据传输。以及可选地，集成广播业务实体还用于基于位置的相同MBMS用户服务的内容传输。

在本实施例中的适用于广播业务的MBMS传输方法中，包括：集成参数集包括：广播业务数据相关的会话传输参数集，和与单频网组网相关的无线资源调度参数集。RAN侧内部包含多播协调实体MCE和eNB，MCE和eNB之间通过RAN侧内部接口通信连接，集成参数集，集成参数集进一步可选地还包括：RAN侧内部接口配置参数集。适用于广播业务的MBMS传输方法所传输的集成参数集如上述表6-8相一致。

除了上述适用于广播业务的MBMS传输系统102，本发明还提供了一种核心网设备(核心网12)，适用于传输MBMS广播业务，包含在如上任意一项所述的MBMS传输系统102中，核心网设备包括：业务控制平台，用于与广播业务数据相关的业务控制功能；和集成广播业务实体，用于广播业务数据的会话管理与传输配置功能，其中，业务控制平台连接在内容源和集成广播业务实体之间，集成广播业务实体通过单向接口和静态配置通道分别与RAN通信连接。核心网设备与如图13至图18所描述的适用于广播业务的MBMS传输系统102中核心网12所具有的技术特征和技术元素、功能模块是同理互通的，在此省略同样的描述。

除了上述适用于广播业务的MBMS传输系统102，本发明还提供了一种接入网设备(接入网RAN31)，适用于传输MBMS广播业务，包含在上述任意一项所述的MBMS传输系统102中，其特征在于，包括：接入网设备RAN，用于接收核心网设备传送来的由控制面传输部传输的控制面信令和由用户面传输部传输的广播业务数据。

接入网设备RAN中基站采用广播大塔方式，核心网与广播大塔之间为单向接口M1，并且，用户面传输部所传输的广播业务数据和控制面传输部的集成参数集依据5G广播业务的单向节传网络要求被配置。

本实施例的作用和效果

本实施例设计一种面向5G传输广播业务的MBMS传输系统和方法、相关的核心网设备及接入网设备，满足5G广播通信网中核心网技术要求，包括系统网络架构、业务和功能、接口，适应性、简约化重新设计了5G广播核心网的整体传输架构和核心网网元，以及新的核心网到大塔的控制面与用户面的传输方式进行。5G广播核心网在整个5G广播网络中起到十分关键的作用，包括广播业务的传输、资源的配置与管理、内容的保护等功能，能根据目前具体部署网络的实际情况，结合目前广电单向节传网络的特点，将部分网元以及接口功能进行简化，以满足单向传输的特点。

本实施例作为一种极简模式，对M1和M3传输的信令简化，使其适应于单向传输的网络，需要在M3接口上进行信令传输信息，在极简模式核心网网元处获取后，通过O&M(静态配置)或者旁路通道的方式传输给RAN侧实现核心网对RAN侧的配置。

本发明中所列的功能模块、功能实体，仅用于图例示意，并非是本发明在物理实现上分离或者合并的限制。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

Claims (37)

1.一种适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包含：

将广播业务数据从内容源传送至RAN的核心网设备，核心网设备包含：

业务控制平台，用于与广播业务数据相关的业务控制功能；和

集成广播业务实体，用于广播业务数据的会话管理与传输配置功能，

其中，业务控制平台连接在内容源和集成广播业务实体之间，

集成广播业务实体通过单向接口和静态配置通道分别与RAN通信连接。

2.如权利要求1所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

其中，集成广播业务实体包含：

进行会话管理的用户面传输部，对广播业务数据按照用户面传输协议添加同步数据包头，然后按照单向接口协议栈规定数据的传输格式，将数据以IP组播的方式传输给需要广播业务数据区域的RAN侧；和

进行传输配置的控制面传输部，将控制面信令相关的集成参数集传输给RAN。

3.如权利要求2所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

其中，单向接口采用M1接口，用户面传输部通过该M1接口传输的用户数据，配置该M1接口包含：

将配置M1接口所需要的隧道配置信令中的GTP-TIED参数加入到集成参数集中，通过静态配置通道单向下行方向上发到RAN侧的方式进行静态的配置，

M1接口包含传统光纤、卫星、微波方式之一或组合。

4.如权利要求2所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

静态配置通道包含O&M通道或者旁路通道或结合，控制面传输部将集成参数集通过O&M或者旁路通道或结合的方式进行灵活配置。

5.如权利要求2所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

其中，集成参数集包括：

广播业务数据相关的会话传输参数集，和

与单频网相关的无线资源调度参数集。

6.如权利要求5所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

其中，RAN侧内部包含多播协调实体MCE和eNB，MCE和eNB之间通过RAN侧内部接口通信连接，

集成参数集，进一步还包括：RAN侧内部接口配置参数集。

7.如权利要求5所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

其中，会话传输参数集包含如下任意至少一个参数的组合：

(1)TMGI，6bit；

(2)FlowID，2bit；

(3)QoS，24bit；

(4)MBMS服务区，2*A+1bit，A为用于当前MBMS承载所服务的MBMS服务区的个数；

(5)IP组播地址，8*N+1bit，N为基站数目；

(6)估计会话持续时间，2bit；

(7)MBMS数据传输开始，2bit；以及

(8)下行通用分组无线服务隧道协议-隧道端点标识GTP-TEID，0.5bit。

8.如权利要求5所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

其中，无线资源调度参数集包含如下任意至少一个参数的组合：

(1)多播控制信道MCCH更新周期，1bit；

(2)MBSFN区配置列表，包括：

(2-1)PMCH配置列表：PMCH配置+每个PMCH上的会话列表，长度不限；

(2-2)子帧配置列表：包含MBSFN子帧配置，长度不限；

(2-3)公共子帧分配周期(Common Subframe Allocation Period)，3bit；

(2-4)MBSFN区标识(MBSFN AreaID)，1bit；

(2-5)管道资源参数，2bit。

9.如权利要求6所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

其中，RAN侧内部接口配置参数集包含如下任意至少一个参数的组合：

(1)TMGI，6bit；

(2)MBMS服务区，2*A+1bit，A为用于当前MBMS承载所服务的MBMS服务区的个数；

(3)IP组播地址，8*N+1bit，N为基站数目；

(4)IP源地址，8*N+1bit，N为基站数目；

(5)单小区点对多信息SC-PTM，28bits*N+QoS长度，N为基站数目。

10.如权利要求1所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

其中，业务控制平台SCP用于实现以下任意至少一种功能：鉴权认证、访问接入、业务管理、内容保护、业务门户以及电子业务指南。

11.如权利要求1所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

其中，集成广播业务实体，还用于：业务通知功能，通知用户终端UE即将到来或者正在进行的广播业务数据传输。

12.如权利要求11所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

业务通知功能为用户服务级别的功能，为MBMS用户业务的多播和广播方式提供业务通知；给用户终端UE提供多媒体描述；给用户终端UE提供MBMS会话描述；利用IETF的协议规定的MBMS多播和广播承载服务的业务通知方式传输多媒体和会话描述。

13.如权利要求1所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

其中，集成广播业务实体，还用于基于位置的相同MBMS用户服务的内容传输。

14.如权利要求13所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

其中，基于位置的相同MBMS用户服务的内容传输，包括：

集成广播业务实体通过为每个数据流建立独立的MBMS承载来控制广播内容和广播区域，

同一个MBMS用户服务的所有的MBMS承载共享一个TMGI，但具有不同的流标识，

集成广播业务实体在MBMS会话开始流程中分配流标识，并为每个数据流发起独立的会话，

对于EPS中的IP多播地址，iBSE基于TMGI和流标识分配一个IP多播地址。

15.如权利要求1所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

集成广播业务实体不包含：MME部、MBMS-GW部、BM-SC部，该集成广播业务实体实现MME部、MBMS-GW部、BM-SC部的功能集成。

16.如权利要求1所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

其中，RAN中基站采用广播大塔方式，核心网与广播大塔之间为单向接口M1，并且，用户面传输部所传输的广播业务数据和控制面传输部的集成参数集依据5G广播业务的单向节传网络要求被配置。

17.如权利要求1所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

用户面协议栈所传输的业务数据，无需经过BM-SC、MBMS GW和接口SGi-mb，直接经过iBSE和M1接口到达RAN。

18.如权利要求1所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

控制面协议栈的控制面协议处理过程，无需经过BM-SC、MBMS GW、MME和接口SG-mb、Sm、双向接口M3，直接经过iBSE和单向O&M或者旁路通道接口到达RAN。

19.如权利要求1所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

执行以下业务会话启动步骤：

1)集成广播业务实体通过O&M或者旁路通道的方式向RAN发送会话开启消息，指示至少一个会话即将开始，并为RAN提供会话属性；

2)为了向对所要广播的业务内容感兴趣的UE发送MBMS数据，RAN建立无线资源；

3)集成广播业务实体使用IP组播分发向所有已加入的RAN侧节点发送MBMS数据。

20.如权利要求1所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

执行以下业务会话更新步骤：

1)集成广播业务实体通过静态配置通道向RAN发送会话更新消息，指示会话即将更新，向RAN侧发送集成参数集，为RAN提供新会话属性，RAN侧比较新会话属性与原会话属性，当相同时配置保持不变，当更新时配置进行覆盖；

2)RAN侧依据更新后的配置信息，进行RAN侧资源的重建立；

3)集成广播业务实体使用IP组播分发向所有已加入的RAN侧节点发送MBMS数据。

21.如权利要求1所述的适用于广播业务的MBMS传输系统，其特征在于，包括：

执行以下业务会话结束步骤：

(1)集成广播业务实体通过静态配置通道向将要发送该广播业务数据内容的RAN侧节点发送会话结束请求消息，用于指示会话结束和释放承载资源；

(2)RAN侧节点释放该广播业务数据内容占用的资源并删除MBMS承载上下文。

22.一种适用于广播业务的MBMS传输方法，其特征在于，包括：

核心网用于将广播业务数据从内容源传送至RAN，该核心网包含：

用于与广播业务数据相关的业务控制功能的业务控制平台；和

用于广播业务数据的会话管理与传输配置功能的集成广播业务实体，

其中，业务控制平台连接在内容源和集成广播业务实体之间，集成广播业务实体通过单向接口和静态配置通道分别与RAN通信连接。

23.如权利要求22所述的适用于广播业务的MBMS传输方法，其特征在于，包括：

其中，集成广播业务实体用于用户面传输和控制面传输，

进行会话管理的用户面传输部，对广播业务数据按照用户面传输协议添加同步数据包头，然后按照单向接口协议栈规定数据的传输格式，将数据以IP组播的方式传输给需要广播业务数据区域的RAN侧；和

控制面传输用于进行传输配置，将控制面信令相关的集成参数集传输给RAN。

24.如权利要求23所述的适用于广播业务的MBMS传输方法，其特征在于，包括：

集成参数集包括：广播业务数据相关的会话传输参数集，和与单频网组网相关的无线资源调度参数集。

25.如权利要求24所述的适用于广播业务的MBMS传输方法，其特征在于，包括：

其中，RAN侧内部包含多播协调实体MCE和eNB，MCE和eNB之间通过RAN侧内部接口通信连接，集成参数集，进一步还包括：RAN侧内部接口配置参数集。

26.如权利要求24所述的适用于广播业务的MBMS传输方法，其特征在于，包括：

其中，会话传输参数集包含如下任意至少一个参数的组合：

(1)TMGI，6bit；

(2)FlowID，2bit；

(3)QoS，24bit；

(4)MBMS服务区，2*A+1bit，A为用于当前MBMS承载所服务的MBMS服务区的个数；

(5)IP组播地址，8*N+1bit，N为基站数目；

(6)估计会话持续时间，2bit；

(7)MBMS数据传输开始，2bit；以及

(8)下行通用分组无线服务隧道协议-隧道端点标识GTP-TEID，0.5bit。

27.如权利要求24所述的适用于广播业务的MBMS传输方法，其特征在于，包括：

其中，无线资源调度参数集包含如下任意至少一个参数的组合：

(1)多播控制信道MCCH更新周期，1bit；

(2)MBSFN区配置列表，包括：

(2-1)PMCH配置列表：PMCH配置+每个PMCH上的会话列表，长度不限；

(2-2)子帧配置列表：包含MBSFN子帧配置，长度不限；

(2-3)公共子帧分配周期(Common Subframe Allocation Period)，3bit；

(2-4)MBSFN区标识(MBSFN AreaID)，1bit；

(2-5)管道资源参数，2bit。

28.如权利要求25所述的适用于广播业务的MBMS传输方法，其特征在于，包括：

其中，RAN侧内部接口配置参数集包含如下任意至少一个参数的组合：

(1)TMGI，6bit；

(2)MBMS服务区，2*A+1bit，A为用于当前MBMS承载所服务的MBMS服务区的个数；

(3)IP组播地址，8*N+1bit，N为基站数目；

(4)IP源地址，8*N+1bit，N为基站数目；

(5)单小区点对多信息SC-PTM，28bits*N+QoS长度，N为基站数目。

29.如权利要求22所述的适用于广播业务的MBMS传输方法，其特征在于，包括：

其中，集成广播业务实体，还用于：业务通知功能，通知用户终端UE即将到来或者正在进行的广播业务数据传输。

30.如权利要求22所述的适用于广播业务的MBMS传输方法，其特征在于，包括：

其中，集成广播业务实体，还用于基于位置的相同MBMS用户服务的内容传输。

31.如权利要求22所述的适用于广播业务的MBMS传输方法，其特征在于，包括：

其中，业务控制平台SCP，用于实现以下任意至少一种功能：鉴权认证、访问接入、业务管理、内容保护、业务门户、电子业务指南。

32.一种核心网设备，适用于传输MBMS广播业务，包含在如权利要求1至权利要求21中任意一项所述的MBMS传输系统中，其特征在于，包括：

业务控制平台，用于与广播业务数据相关的业务控制功能；和

集成广播业务实体，用于广播业务数据的会话管理与传输配置功能，

其中，业务控制平台连接在内容源和集成广播业务实体之间，集成广播业务实体通过单向接口和静态配置通道分别与RAN通信连接。

33.如权利要求32所述的核心网设备，其特征在于，包括：

其中，集成广播业务实体包含：

进行会话管理的用户面传输部，对广播业务数据按照用户面传输协议添加同步数据包头，然后按照单向接口协议栈规定数据的传输格式，将数据以IP组播的方式传输给需要广播业务数据区域的RAN侧；和

进行传输配置的控制面传输部，将控制面信令相关的集成参数集传输给RAN。

34.如权利要求32所述的核心网设备，其特征在于，包括：

其中，集成广播业务实体，还用于业务通知功能，通知用户终端UE即将到来或者正在进行的广播业务数据传输。

35.如权利要求32所述的核心网设备，其特征在于，包括：

其中，集成广播业务实体，还用于基于位置的相同MBMS用户服务的内容传输。

36.一种接入网设备，适用于传输MBMS广播业务，包含在如权利要求1至权利要求21中任意一项所述的MBMS传输系统中，其特征在于，包括：

接入网设备RAN，用于接收核心网设备传送来的由控制面传输部传输的控制面信令和由用户面传输部传输的广播业务数据。

37.如权利要求36所述的接入网设备，其特征在于，包括：

RAN中基站采用广播大塔方式，核心网与广播大塔之间为单向接口M1，并且，用户面传输部所传输的广播业务数据和控制面传输部的集成参数集依据5G广播业务的单向节传网络要求被配置。

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