CN115499784A - 混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法和装置，包括广播业务网关、支持自适应广播传输的广域大塔基站、支持自适应多播传输和传统单播传输的小区小塔基站和手机终端参考接入用户，广播业务网关对参考接入用户进行聚类和信道资源分配，自适应地配置和调整广域大塔广播信道、小区小塔多播信道或小区小塔单播信道，通过优化广域大塔基站的广播信道传输效率以提高广播信道频谱综合收益，通过优化小区小塔基站的多播信道传输效率以提高小塔带宽利用率。本发明充分利用广播、多播和单播传输的各自优势，融合大小塔基础设施，为接收条件差异化的参考接入用户提供传输方式多元化的广播业务服务，从而实现了广播业务高效进入手机终端。

Description

混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法和装置

技术领域

本发明涉及数字信息传输技术领域，尤其涉及一种混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法和装置。

背景技术

现有接入网广播内容分发方法和装置，通常采用单一大塔或小塔基础设施，采用单一广播、多播或单播传输模式，不能有效支持手机终端的广播业务接收。

随着移动通信网络中接入用户数据的指数级增长，超高清视频的实时广播传输产业已经成为重大需求。然而，随着用户个数的增加，面对超高清视频实时广播传输需求，利用蜂窝网的单播传输技术解决移动手持终端用户的大范围可靠覆盖，必然面临基站部署越来越密、成本越来越高的问题。另一方面，基于广域大塔的传统数字地面广播传输技术可以利用广域大塔的高塔高功率优势，实现广域覆盖，面对海量用户的接入，具备广播业务传输的用户加权谱效的综合收益优势，但是缺乏对移动手持终端用户深度覆盖的有效支持以及双向交互能力。

因此，设计融合5G(5th Generation Mobile Communication Technology，第五代移动通信技术)蜂窝网和数字地面广播网的异构广播网络架构，充分利用广播、多播和单播多种传输信道，综合利用蜂窝网小区小塔的深度覆盖优势和地面广播网广域大塔的广域覆盖优势，有助于解决大规模海量超高清视频数据的接入网广播内容覆盖问题。

得益于手机终端的双向交互功能，传统5G蜂窝网单播通信技术，可以自适应动态调整功率资源、信道资源和传输参数，满足接入用户不同信道条件下的业务需求。然而，随着接入用户数的激增，只采用单播传输进行用户接入的广播业务将占用巨大的带宽资源，无法支持海量用户的广播业务需求。进一步地，受限于蜂窝基站的发射功率和站点位置，新型的、基于小区基站的多播传输也无法高效支持广域覆盖的广播业务需求。另一方面，传统数字地面广播传输技术主要面向具有良好天线增益性能和信道条件的固定接收终端设备，如屋顶天线或车顶天线，具备提供有效可靠广域覆盖下、支持传统固定接收终端的能力。然而，随着新型多媒体业务的发展，现有的地面广播传输技术很难适应复杂多变的信道环境和较强移动性的接收终端，尤其是在面对较低天线增益和较差接收条件的手持移动接收终端，只采用传统地面广播传输，无法实现接收条件高度差异化下的深度覆盖需求。

随着移动业务的加速扩张，网络中手持终端接入数不断增长，3GPP现有版本的广播规范中，都未明确5G蜂窝网中将如何面向手机终端提供广域覆盖的广播业务。现有的5G广播规范包括R14/R16的FeMBMS(Further evolved Multimedia Broadcast MulticastService，增强的多媒体广播多播服务)和R17的NR-MBS。R14/R16的地面广播模式FeMBMS只涉及屋顶天线固定接收和车顶天线移动接收，不能有效支持手持终端和车内移动设备，有待进一步演进。R17的混合广播模式NR-MBS(New Radio-Multicast Broadcast Service，NR表示新型空中接口，MBS表示组播广播服务)规范兼顾多播传输和单播传输，不能满足广域覆盖的需求，有待进一步完善。这些规范均没有考虑单播、多播和广播的混合传输，也未考虑大塔和小塔融合的异构组网架构。

因此，现有技术还有待于改进和完善。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法和装置，旨在解决现有技术中接入网广播内容分发方法通常采用单一大塔或小塔基础设施，采用单一广播传输模式、多播传输模式或单播传输模式，不能有效支持移动用户终端的广播业务接收问题。

为实现上述目的，本发明提供一种混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，所述混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法包括如下步骤：

通过核心网处广播业务网关与选择的小区小塔基站进行信令交互，根据获取的相关信息为广播业务提供广域大塔广播传输、小区小塔多播传输或小区小塔单播传输；

获取广域大塔物理层广播子信道信息，根据所述广域大塔物理层广播子信道信息，配置物理层广播子信道参数，并将得到的大塔物理层广播信号进行发射；

获取小区小塔物理层多播子信道信息和小区小塔物理层单播子信道信息，根据所述小区小塔物理层多播子信道信息和所述小区小塔物理层单播子信道信息，相应配置物理层多播子信道和单播子信道参数，并将得到的小塔物理层信号进行发射；

参考接入用户根据广播业务网关发送的控制数据、广域大塔物理层广播子信道信号、小区小塔物理层多播子信道信号、或者小区小塔物理层单播子信道信号，获得待接收的广播业务数据。

可选地，所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其中，所述通过核心网处广播业务网关与选择的小区小塔基站进行信令交互，根据获取的相关信息为广播业务提供广域大塔广播传输、小区小塔多播传输或小区小塔单播传输，具体包括：

通过核心网处广播业务网关与某小区小塔基站进行信令交互，获取参考接入用户的小区位置、所需广播业务以及手机终端的参考接入用户接收条件的当前信息和历史信息，得到可接收广域大塔广播传输的某广播业务的预期手机终端的参考接入用户个数，根据广域大塔物理层广播子信道频谱综合收益决定是否为所述广播业务提供广域大塔广播传输，如果提供广域大塔广播传输，则得到广域大塔物理层广播子信道的发射功率、时频资源和编码调制参数，作为控制数据发送给广域大塔基站和相关参考接入用户；

通过核心网处广播业务网关与某小区小塔基站进行信令交互，得到某小区内不能接收广域大塔广播传输的某广播业务的参考接入用户的当前接收条件，根据小区小塔物理层多播子信道频谱综合收益决定某小区是否为所述广播业务提供小区小塔多播传输，如果提供小区小塔多播传输，则得到小区小塔物理层多播子信道的发射功率、时频资源和编码调制参数，作为控制数据发送给小区小塔基站和相关参考接入用户；

通过核心网处广播业务网关与某小区小塔基站进行信令交互，得到某小区不能接收广域大塔广播传输的某广播业务且不能接收所述小区小塔多播传输的某广播业务的参考接入用户的当前接收条件，根据小区小塔物理层单播子信道频谱综合收益决定所述小区是否为参考接入用户提供所述广播业务的小区小塔单播传输，如果提供小区小塔单播传输，则得到小区小塔物理层单播子信道的发射功率、时频资源和编码调制参数，作为控制数据发送给小区小塔基站和相关参考接入用户。

可选地，所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其中，所述获取广域大塔物理层广播子信道信息，根据所述广域大塔物理层广播子信道信息，配置物理层广播子信道参数，并将得到的大塔物理层广播信号进行发射，具体包括：

根据广域大塔基站固定配置获得广域大塔物理层广播子信道信息，或者，与广播业务网关进行信令交互，根据从广播业务网关接收的控制数据，获得广域大塔物理层广播子信道信息；

接收广播业务网关发送的广播业务数据，根据所述广域大塔物理层广播子信道信息，配置物理层广播子信道参数，按照广域大塔广播协议，对广播业务数据经发送端编码调制处理，得到广域大塔物理层广播子信道信号，并得到大塔物理层广播信号，通过广域大塔基站发射。

可选地，所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其中，所述获取小区小塔物理层多播子信道信息和小区小塔物理层单播子信道信息，根据所述小区小塔物理层多播子信道信息和所述小区小塔物理层单播子信道信息，相应配置物理层多播子信道和单播子信道参数，并将得到的小塔物理层信号进行发射，具体包括：

根据小区小塔基站固定配置获得小区小塔物理层多播子信道信息和小区小塔物理层单播子信道信息，或者，与广播业务网关进行信令交互，根据从广播业务网关接收的控制数据，获得小区小塔物理层多播子信道和小区小塔物理层单播子信道信息；

接收广播业务网关发送的广播业务数据，根据所述小区小塔物理层多播子信道和所述小区小塔物理层单播子信道信息，相应配置物理层多播子信道和单播子信道参数，按照小区小塔传输协议，对广播业务数据经发送端编码调制处理，得到小区小塔物理层多播子信道信号和小区小塔物理层单播子信道信号，并得到小塔物理层信号，通过小区小塔基站发送。

可选地，所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其中，所述参考接入用户根据广播业务网关发送的控制数据、广域大塔物理层广播子信道信号、小区小塔物理层多播子信道信号、或者小区小塔物理层单播子信道信号，获得待接收的广播业务数据，具体包括：

参考接入用户经过小区小塔基站与广播业务网关进行信令和控制数据交互，广播业务网关获取参考接入用户的小区位置、所需的广播业务以及终端接入条件的当前信息；

广播业务网关决定参考接入用户能否接入广播业务，如果允许接入，则向参考接入用户发送控制数据，用于配置参考接入用户的手机终端，以接收并解调解码所述广播业务的具体物理层子信道信号；

参考接入用户接收广播业务网关发送的控制数据，或者接收广域大塔物理层广播子信道信号，或者接收小区小塔物理层多播子信道信号，或者接收小区小塔物理层单播子信道信号；

参考接入用户解调解码接收的广域大塔物理层广播子信道信号，或者小区小塔物理层多播子信道信号，或者小区小塔物理层单播子信道信号，获得待接收的广播业务数据。

可选地，所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其中，所述广播业务网关决定参考接入用户能否接入广播业务，如果允许接入，则向参考接入用户发送控制数据，用于配置参考接入用户的手机终端，以接收并解调解码所述广播业务的具体物理层子信道信号，具体包括：

广播业务网关根据参考接入用户所在小区内是否存在当前广播业务的广域大塔物理层广播子信道以及参考接入用户接入条件能否成功接收广域大塔物理层广播子信道信号进行判决，若都满足，则广播业务网关允许参考接入用户接入广域大塔物理层广播子信道，向参考接入用户发送相关控制数据；

广播业务网关根据参考接入用户所在小区内是否存在当前广播业务的小区小塔物理层多播子信道以及参考接入用户接入条件能否成功接收小区小塔物理层多播子信道信号进行判决，若都满足，则广播业务网关允许参考接入用户接入小区小塔物理层多播子信道，向参考接入用户发送相关控制数据；

若当前时刻不存在当前业务的广域大塔物理层广播子信道和小区小塔物理层多播子信道，广播业务网关根据小区小塔物理层多播子信道和小区小塔物理层单播子信道资源决策是否允许参考接入用户接入当前广播业务，若允许接入，则参考接入用户接入当前广播业务并与广播业务网关进行信令交互，以选择接入小区小塔物理层多播子信道或小区小塔物理层单播子信道。

可选地，所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其中，一个广播业务网关管理一个物理层信道或者多个物理层信道；

一个广播业务网关与一个广域大塔基站交互或者与多个广域大塔基站交互；

一个广播业务网关与一个小区小塔基站交互，或者与多个小区小塔基站交互；

一个广播业务网关支持一个广播业务、多个广播业务、或者支持多个混合业务。

可选地，所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其中，一个广播业务网关到广域大塔基站的单向控制、交互信令和广播业务数据通过核心网的光纤或固定无线通道连接，或者通过卫星中继转发进行连接。

可选地，所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其中，所述广播业务的物理层子信道包括正交分割的物理层子信道和非正交复用的物理层子信道；

如果所述广播业务的物理层子信道采用正交分割，则不同广播业务通过时频资源正交分割的物理层子信道进行传输；

如果所述广播业务的物理层子信道采用非正交复用，则不同的广播业务可通过时频资源相互叠加的物理层子信道进行传输。

可选地，所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其中，对于广域大塔物理层广播子信道，广播信道频谱综合收益指标用来优化广域大塔物理层广播子信道的信道参数；选择广域大塔物理层广播子信道的频谱效率与物理层广播子信道预期参考接入用户平均数两者的乘积，作为广播信道频谱综合收益；广播信道频谱综合收益通过配置和调整大塔物理层广播子信道信号传输速率和大塔物理层广播子信道带宽进行优化。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种混合广播、多播和单播传输的广播内容分发装置，其中，所述混合广播、多播和单播传输的广播内容分发装置包括：

广播业务网关、广域大塔基站、小区小塔基站模块和参考接入用户；

广播业务网关与广域大塔基站、小区小塔基站和参考接入用户之间通过控制、信令数据进行交互；

广播业务网关发送控制数据给广域大塔基站，配置和调整广域大塔物理层广播子信道，发送广播业务数据给广域大塔基站；广域大塔基站接收广播业务网关发送的控制数据，配置和调整广域大塔物理层广播子信道，接收广播业务网关发送的广播业务数据，按照广域大塔广播协议，对广播业务数据进行发送端编码调制处理，得到大塔物理层广播子信道信号，并得到大塔物理层广播信号，通过广域大塔基站发射；

广播业务网关发送控制数据给小区小塔基站，配置和调整小塔物理层多播子信道和/或单播子信道，发送广播业务数据给小区小塔基站；小区小塔基站接收广播业务网关发送的控制数据，配置和调整小区小塔物理层多播和单播子信道，接收广播业务网关发送的广播业务数据，按照小区小塔传输协议，对广播业务数据进行发送端编码调制处理，得到小塔物理层多播子信道信号和小塔物理层单播子信道信号，并得到小塔物理层信号，通过小区小塔基站发送；

广播业务网关发送广播业务相关的控制数据给参考接入用户；参考接入用户接收广播业务网关发送的控制数据，配置手机终端，参考接入用户或者接收广域大塔发射的物理层广播子信道信号，经接收端解调解码，得到广域大塔物理层广播子信道携带的广播业务数据；或者接收并解调解码小塔物理层多播子信道信号，得到小塔物理层多播子信道携带的广播业务数据；或者接收并解调解码小塔物理层单播子信道信号，得到小塔物理层单播子信道携带的广播业务数据。

本发明通过核心网处广播业务网关与选择的小区小塔基站进行信令交互，根据获取的相关信息为广播业务提供广域大塔广播传输、小区小塔多播传输或小区小塔单播传输；获取广域大塔物理层广播子信道信息，根据所述广域大塔物理层广播子信道信息，配置物理层广播子信道参数，并将得到的大塔物理层广播信号进行发射；获取小区小塔物理层多播子信道信息和小区小塔物理层单播子信道信息，根据所述小区小塔物理层多播子信道信息和所述小区小塔物理层单播子信道信息，相应配置物理层多播子信道和单播子信道参数，并将得到的小塔物理层信号进行发射；参考接入用户根据广播业务网关发送的控制数据、广域大塔物理层广播子信道信号、小区小塔物理层多播子信道信号、或者小区小塔物理层单播子信道信号，获得待接收的广播业务数据。本发明通过广播业务网关、一个或多个广域大塔基站和一个或多个小区小塔基站的混合广播、多播、单播传输，对覆盖范围内使用手机终端的参考接入用户实现某广播业务的广域和深度覆盖，满足广播业务高效地进入手机终端的需求。

附图说明

图1是本发明混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法的较佳实施例的流程图；

图2是本发明混合广播、多播和单播传输的广播内容分发装置的较佳实施例的原理示意图；

图3为广播业务服务范围内广域大塔基站与小区小塔基站发射的信号覆盖范围示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出一种支持手机终端参考接入用户的广域、深度覆盖的接入网广播内容分发方法和装置，该装置具体包括广播业务网关、支持自适应广播传输的广域大塔基站、支持自适应多播传输和传统单播传输的小区小塔基站和手机终端的参考接入用户，其中广播业务网关可以对参考接入用户进行聚类和信道资源分配，自适应地配置和调整广域大塔广播信道、小区小塔多播信道或小区小塔单播信道。通过优化广域大塔基站的广播信道传输效率以提高广播信道频谱综合收益；通过优化小区小塔基站的多播信道传输效率从而提高小区小塔信道资源的带宽利用率。本发明的方法能够充分利用广播、多播和单播传输的各自优势，融合大小塔基础设施，为接收条件差异化的参考接入用户提供传输方式多元化的广播业务服务，从而有效解决广播业务高效进入手机终端的问题。

首先对本发明中出现的相关术语或者专业名词进行定义和说明如下：

物理层子信道：对物理层信道进行时频资源的正交分割，或者进行功率资源的非正交分割，得到物理层子信道，用于传输链路层的不同业务。用于广播、多播和单播传输的物理层子信道称为物理层广播子信道、物理层多播子信道和物理层单播子信道。在现有4G或5G移动通信系统中，物理层信道表示带宽为5MHz/10MHz/20MHz等、具有一定帧结构的物理层基带等效信号和信道模型对应的所有时频资源和功率资源。现有4G或5G通常对物理层信道进行时频资源的正交分割，得到物理层资源块(PRB，Physical Resource Block)组成的物理层子信道。

广域大塔广播信号：广域大塔基站所有物理层子信道信号的叠加，其中物理层子信道包括物理层广播子信道。

广域大塔基站：一种广域大塔空口信号发射台或发射装置，与核心网的广播业务网关相连接，一般用于发射下行广播信号，其中，下行广播信号的参考接入用户包括具有交互能力的手机终端。广域大塔基站除了是传统的地面广播大塔，还可以是卫星通信发射平台等其他具有广域覆盖特征的高功率大带宽广播基站。在本发明中，广域大塔基站连接到核心网的广播业务网关。

小区小塔基站：一种小区小塔空口信号发射装置，与核心网的广播业务网关相连接，广播业务网关可以通过小区小塔基站与手机终端的参考接入用户进行控制和信令数据交互。小区小塔基站可以是5G移动通信基站、4G移动通信基站等。

小区小塔发射信号：小区小塔基站所有物理层子信道信号的叠加，其中物理层子信道包括物理层多播子信道和/或物理层单播子信道。

广播业务：由广域大塔基站或者小区小塔基站发送的链路层广播数据和业务信息。对本发明来说，链路层的广播业务可以通过广域大塔广播子信道、小区小塔多播子信道或小区小塔单播子信道传输；同一物理层子信道可以传输一个或多个数据业务，包括广播业务；位于相同物理层子信道的多种数据业务，其传输模式相同。

广播子信道频谱综合收益：广域大塔基站传输广播业务的物理层子信道的单位带宽的频谱综合收益，广播子信道频谱综合收益指标用来优化广域大塔物理层广播子信道的信道参数。在本发明中，选择广域大塔物理层广播子信道的频谱效率与物理层广播子信道预期平均参考接入用户数两者的乘积，作为广播子信道频谱综合收益。

多播子信道频谱综合收益：小区小塔基站的物理层多播子信道的单位带宽的频谱综合收益，多播子信道频谱综合收益指标用来优化小区小塔物理层多播子信道的信道参数。选择小区小塔物理层多播子信道的频谱效率与物理层多播子信道实际参考接入用户数两者的乘积，作为多播子信道频谱综合收益。

单播子信道频谱综合收益：小区小塔基站传输的物理层单播子信道的单位带宽的频谱综合收益，单播子信道频谱综合收益是小区小塔物理层单播子信道的频谱效率，该频谱效率用来优化小区小塔物理层单播子信道的信道参数。

广播业务网关：一种位于核心网内的功能模块，用来支持广播业务。广播业务网关与广域大塔基站、小区小塔基站、和参考接入用户进行控制和信令交互，其中，用于信令交互的传输信道不在本发明讨论范围内。广播业务网关可以是虚拟网关也可以是物理网关。广播业务网关位于核心网内，具有边缘计算、存储、业务适配和资源调度的能力。

终端接入条件：针对本发明，特指手机终端参考接入用户接入广播业务的条件。终端接入条件与广播子信道频谱综合收益有关，与接入广播业务所在的物理层子信道配置和终端接收条件有关，包括手机终端参考接入用户接入广域大塔广播子信道条件、手机终端参考接入用户接入小区小塔多播子信道条件和手机终端参考接入用户接入小区小塔单播子信道条件。

终端接收条件：终端接收条件所包含的信息有参考接入用户终端的方位、参考信号接收电平、天线高度和增益、基底噪声谱密度、移动速度等。广播业务网关通过与参考接入用户的信令交互得到上述信息，用于计算物理层子信道的平均互信息，结合历史数据和信道参数可以估计参考接入用户在接收物理层子信道携带的目标广播业务的成功概率。

本发明较佳实施例所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，如图1所示，所述混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法包括以下步骤：

步骤A、通过核心网处广播业务网关与选择的小区小塔基站进行信令交互，根据获取的相关信息为广播业务提供广域大塔广播传输、小区小塔多播传输或小区小塔单播传输。

具体地，所述步骤A具体包括：

步骤A1、通过核心网处广播业务网关与某小区小塔基站进行信令交互，获取参考接入用户的小区位置、所需广播业务、手机终端的参考接入用户接收条件等当前信息和历史信息，得到可以接收广域大塔广播传输的某广播业务的预期手机终端参考接入用户个数，根据广域大塔物理层广播子信道频谱综合收益决定是否为所述广播业务提供大塔广播传输，如果提供广域大塔广播传输，则得到广域大塔物理层广播子信道的发射功率、时频资源和编码调制参数，作为控制数据发送给广域大塔基站和相关参考接入用户；

步骤A2、通过核心网处广播业务网关与某小区小塔基站进行信令交互，得到某小区内不能接收广域大塔广播传输的某广播业务(即不能通过广域大塔物理层广播子信道接收某广播业务)的参考接入用户的当前接收条件，根据小区小塔物理层多播子信道频谱综合收益决定某小区是否为所述广播业务提供小区小塔多播传输，如果提供小区小塔多播传输，则得到小区小塔物理层多播子信道的发射功率、时频资源和编码调制参数，作为控制数据发送给小区小塔基站和相关参考接入用户；

步骤A3、通过核心网处广播业务网关与某小区小塔基站进行信令交互，得到某小区不能接收广域大塔广播传输的某广播业务且不能接收所述小区小塔多播传输的某广播业务(即不能通过小区小塔物理层多播子信道接收某广播业务)的参考接入用户的当前接收条件，根据小区小塔物理层单播子信道频谱综合收益决定所述小区是否为参考接入用户提供所述广播业务的小区小塔单播传输，如果提供小区小塔单播传输，则得到小区小塔物理层单播子信道的发射功率、时频资源和编码调制参数，作为控制数据发送给小区小塔基站和相关参考接入用户。

步骤B、获取广域大塔物理层广播子信道信息，根据所述广域大塔物理层广播子信道信息，配置物理层广播子信道参数，并将得到的大塔物理层广播信号进行发射。

具体地，所述步骤B具体包括：

步骤B1、根据广域大塔基站固定配置获得广域大塔物理层广播子信道信息，或者，与广播业务网关进行信令交互，根据从广播业务网关接收的控制数据，获得广域大塔物理层广播子信道信息；

步骤B2、接收广播业务网关发送的广播业务数据，根据所述广域大塔物理层广播子信道信息，配置物理层广播子信道参数，按照广域大塔广播协议，对广播业务数据经发送端编码调制处理，得到广域大塔物理层广播子信道信号，并进而得到大塔物理层广播信号，通过广域大塔基站发射。

步骤C、获取小区小塔物理层多播子信道信息和小区小塔物理层单播子信道信息，根据所述小区小塔物理层多播子信道信息和所述小区小塔物理层单播子信道信息，相应配置物理层多播子信道和单播子信道参数，并将得到的小塔物理层信号进行发射。

具体地，所述步骤C具体包括：

步骤C1、根据小区小塔基站固定配置获得小区小塔物理层多播子信道信息和小区小塔物理层单播子信道信息，或者，与广播业务网关进行信令交互，根据从广播业务网关接收的控制数据，获得小区小塔物理层多播子信道和小区小塔物理层单播子信道信息；

步骤C2、接收广播业务网关发送的广播业务数据，根据所述小区小塔物理层多播子信道和所述小区小塔物理层单播子信道信息，相应配置物理层多播子信道和单播子信道参数，按照小区小塔传输协议，对广播业务数据经发送端编码调制等处理，得到小区小塔物理层多播子信道信号和小区小塔物理层单播子信道信号，并进而得到小塔物理层信号，通过小区小塔基站发送。

步骤D、参考接入用户根据广播业务网关发送的控制数据、广域大塔物理层广播子信道信号、小区小塔物理层多播子信道信号、或者小区小塔物理层单播子信道信号，获得待接收的广播业务数据。

具体地，所述步骤D具体包括：

步骤D1、参考接入用户经过小区小塔基站与广播业务网关进行信令和控制数据交互，广播业务网关获取参考接入用户的小区位置、所需的广播业务以及终端接入条件等当前信息；

步骤D2、广播业务网关决定参考接入用户能否接入广播业务，如果允许接入，则向参考接入用户发送控制数据，用于配置参考接入用户的手机终端，以接收并解调解码所述广播业务的具体物理层子信道信号；

步骤D3、参考接入用户接收广播业务网关发送的控制数据，或者接收广域大塔物理层广播子信道信号，或者接收小区小塔物理层多播子信道信号，或者接收小区小塔物理层单播子信道信号；

步骤D4、参考接入用户解调解码接收的广域大塔物理层广播子信道信号，或者小区小塔物理层多播子信道信号，或者小区小塔物理层单播子信道信号，获得待接收的广播业务数据。

进一步地，所述步骤D2具体包括(即广播业务网关处理参考接入用户能否接入某广播业务的具体流程如下)：

步骤D21、广播业务网关根据参考接入用户所在小区内是否存在当前广播业务的广域大塔物理层广播子信道以及参考接入用户接入条件能否成功接收广域大塔物理层广播子信道信号进行判决，若都满足，则广播业务网关允许参考接入用户接入广域大塔物理层广播子信道，向参考接入用户发送相关控制数据；

步骤D22、广播业务网关根据参考接入用户所在小区内是否存在当前广播业务的小区小塔物理层多播子信道以及参考接入用户接入条件能否成功接收小区小塔物理层多播子信道信号进行判决，若都满足，则广播业务网关允许参考接入用户接入小区小塔物理层多播子信道，向参考接入用户发送相关控制数据；

步骤D23、若当前时刻不存在当前业务的广域大塔物理层广播子信道和小区小塔物理层多播子信道，广播业务网关根据小区小塔物理层多播子信道和小区小塔物理层单播子信道资源决策是否允许参考接入用户接入当前广播业务，若允许接入，则参考接入用户接入当前广播业务并与广播业务网关进行信令交互，以选择接入小区小塔物理层多播子信道或小区小塔物理层单播子信道。

如图2所示，所述混合广播、多播和单播传输的广播内容分发装置包括：广播业务网关、支持自适应广播传输的广域大塔基站、支持自适应多播传输和传统单播传输的小区小塔基站和参考接入用户。

其中，核心网包括广播业务网关，广播业务网关、广域大塔基站、小区小塔基站模块和参考接入用户(其中，参考接入用户除了为手机终端接入用户，还可以是固定终端接入用户等)之间相互连接关系如图2所示，核心网的广播业务网关直接与广域大塔基站和小区小塔基站进行控制、信令数据交互，通过小区小塔基站间接与参考接入用户进行控制和信令交互。

其中，广播业务网关与广域大塔基站之间通过信令数据交互；发送控制数据给广域大塔，配置和调整广域大塔物理层广播子信道；发送广播业务数据给广域大塔基站。

其中，广播业务网关与小区小塔基站之间通过信令数据交互；发送控制数据给小区小塔，配置和调整小塔物理层多播子信道和/或单播子信道；发送广播业务数据给小区小塔基站。

其中，广播业务网关与参考接入用户之间通过信令数据交互；发送广播业务相关的控制数据给参考接入用户。

广域大塔基站接收到广播业务网关发送的控制数据后，配置和调整广域大塔物理层广播子信道；接收到广播业务网关发送的广播业务数据后，按照广域大塔广播协议，对广播业务数据进行发送端编码调制等处理，得到大塔物理层广播子信道信号，并进而得到大塔物理层广播信号，通过广域大塔基站发射。

小区小塔基站接收到广播业务网关发送的控制数据后，配置和调整小区小塔物理层多播和单播子信道；接收到广播业务网关发送的广播业务数据后，按照小区小塔传输协议，对广播业务数据进行发送端编码调制等处理，得到小塔物理层多播子信道信号和小塔物理层单播子信道信号，并进而得到小塔物理层信号，通过小区小塔基站发送。

参考接入用户接收广播业务网关发送的控制数据，配置手机终端；参考接入用户或者接收广域大塔基站发射的物理层广播子信道信号，经接收端解调解码，得到广域大塔物理层广播子信道携带的广播业务数据；或者接收并解调解码小塔物理层多播子信道信号，得到小区小塔物理层多播子信道携带的广播业务数据；或者接收并解调解码小区小塔物理层单播子信道信号，得到小塔物理层单播子信道携带的广播业务数据；或者接入某广播业务失败。

其中。一个广播业务网关可以管理一个物理层信道(例如600MHz用于地面广播的一个8MHz带宽频道)，也可以管理多个物理层信道(例如一个直播卫星的多个转发器对应的物理层信道)。

进一步地，一个广播业务网关支持的广播业务可以来自不同运营商，例如如移动网络运营商或广播网络运营商。

进一步地，一个广播业务网关到广域大塔基站的单向控制、交互信令和广播业务数据可以通过核心网的光纤或固定无线通道连接，也可以通过卫星中继转发进行连接。

进一步地，一个广播业务网关可以与一个广域大塔基站交互，也可以与多个广域大塔基站交互。

进一步地，一个广播业务网关可以与一个小区小塔基站交互，也可以与多个小区小塔基站交互。

进一步地，一个广播业务网关可以支持一个广播业务、可以多个广播业务、也可以支持多个混合业务。

进一步地，广播业务的物理层子信道可以是正交分割的物理层子信道，也可以是非正交复用的物理层子信道；如果广播业务的物理层子信道采用正交分割，不同广播业务通过时频资源正交分割的物理层子信道传输；如果广播业务的物理层子信道采用非正交复用，不同的广播业务可通过时频资源相互叠加的物理层子信道传输。

进一步地，对于小区小塔基站的小塔物理层多播子信道和小塔物理层单播子信道采用的频段资源，如果小塔物理层多播子信道和小塔物理层单播子信道共享相同的信道资源，则小区小塔物理层信道资源频段可以选择新型频段700MHz，也可以选择传统小区小塔单播通信的频段，例如2.6GHz或3.5GHz频段。如果小区小塔物理层多播子信道和小区小塔物理层单播子信道占用不同的信道资源，则小区小塔物理层多播子信道资源频段可以采用更适合广播通信且带宽资源有限的低频段，例如700MHz频段；小区小塔物理层单播子信道资源频段可以采用更适合单播通信且带宽资源更丰富的高频段，例如2.6GHz或3.5GHz频段。

进一步地，广播信道频谱综合收益是广域大塔基站传输广播业务的物理层子信道的单位带宽的频谱综合收益。针对广域大塔物理层广播子信道，广播信道频谱综合收益指标用来优化广域大塔物理层广播子信道的信道参数。选择广域大塔物理层广播子信道的频谱效率与物理层广播子信道预期参考接入用户平均数两者的乘积，作为广播信道频谱综合收益；进一步地，广播信道频谱综合收益可以通过配置和调整大塔物理层广播子信道信号传输速率和大塔物理层广播子信道带宽进行优化。

本发明以承载某区域广播业务的广域大塔基站和小区小塔基站发射信号和覆盖范围，进一步说明所述发送信号(包括物理层广播子信道信号、物理层多播子信道信号、和物理层单播子信道信号)与混合广播、多播和单播传输的广播内容分发装置能够实现广播业务的广域和深度覆盖。

如图3所示，为区域广播业务的服务范围以及服务范围内广域大塔基站与小区小塔基站发射的信号覆盖范围示意图，图3中可以看出，广播业务网关与广域大塔基站、小区小塔基站和参考接入用户之间通过信令数据交互。

其中，广播业务网关发送控制数据给广域大塔基站，配置和调整广域大塔物理层广播子信道；发送广播业务数据给广域大塔基站。广域大塔基站接收广播业务网关发送的控制数据，配置和调整广域大塔物理层广播子信道；接收广播业务网关发送的广播业务数据，按照广域大塔广播协议，对广播业务数据进行发送端编码调制等处理，得到大塔物理层广播子信道信号，并进而得到大塔物理层广播信号，通过广域大塔基站发射。

其中，广播业务网关发送控制数据给小区小塔基站，配置和调整小塔物理层多播子信道和/或单播子信道；发送广播业务数据给小区小塔基站。小区小塔基站接收广播业务网关发送的控制数据，配置和调整小区小塔物理层多播和单播子信道；接收广播业务网关发送的广播业务数据，按照小区小塔传输协议，对广播业务数据进行发送端编码调制等处理，得到小塔物理层多播子信道信号和小塔物理层单播子信道信号，并进而得到小塔物理层信号，通过小区小塔基站发送。

其中，广播业务网关发送广播业务相关的控制数据给参考接入用户。参考接入用户接收广播业务网关发送的控制数据，配置手机终端。参考接入用户或者接收广域大塔基站发射的物理层广播子信道信号，经接收端解调解码，得到广域大塔物理层广播子信道携带的广播业务数据；或者接收并解调解码小塔物理层多播子信道信号，得到小塔物理层多播子信道携带的广播业务数据；或者接收并解调解码小塔物理层单播子信道信号，得到小塔物理层单播子信道携带的广播业务数据。

综上所述，本发明提出的一种接入网广播内容分发网络和装置，通过广播业务网关、一个或多个广域大塔基站和一个或多个小区小塔基站的混合广播、多播、单播传输，对覆盖范围内使用手机终端的参考接入用户实现某广播业务的广域和深度覆盖。

本发明提供的一种大小塔融合的自适应混合广播、多播和单播传输的接入网广播内容分发网络和装置，以达到广播业务的广域和深度覆盖，满足广播业务高效地进入手机终端的需求，优先选择并优化广域大塔物理层广播子信道进行广播业务服务，若条件不具备转为小区小塔物理层多播子信道或小区小塔物理层单播子信道。

创新点1：广域大塔基站自适应广播传输广播业务数据。该创新点得益于手机终端参考接入用户的双向交互功能。广播业务网关通过核心网连接广域大塔覆盖范围内的一个或多个小区小塔基站，获取手机终端参考接入用户接入的小区位置、所需广播的业务信息、手机终端参考接入用户接收条件等当前信息和历史信息。综合上述条件可以得到接收广域大塔广播传输某广播业务的预期参考接入用户数，从而计算提供某广播业务的物理层广播子信道频谱综合收益指标。广播业务网关根据物理层广播子信道频谱综合收益进行决策，自适应调整物理层广播子信道的频谱效率和信道带宽以提高该广播子信道频谱综合收益。

创新点2：小区小塔基站自适应多播传输广播业务数据。该创新点得益于手机终端参考接入用户的双向交互功能。若广播业务网关得到某小区不能接入广域大塔广播传输某广播业务的实际参考接入用户条件，则广播业务网关根据小塔物理层多播子信道频谱综合收益进行决策，自适应调整某小区小塔物理层多播子信道的频谱效率和信道带宽以提高该物理层多播子信道的频谱综合收益。

应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (11)

1.一种混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其特征在于，所述混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法包括：

通过核心网处广播业务网关与选择的小区小塔基站进行信令交互，根据获取的相关信息为广播业务提供广域大塔广播传输、小区小塔多播传输或小区小塔单播传输；

获取广域大塔物理层广播子信道信息，根据所述广域大塔物理层广播子信道信息，配置物理层广播子信道参数，并将得到的大塔物理层广播信号进行发射；

获取小区小塔物理层多播子信道信息和小区小塔物理层单播子信道信息，根据所述小区小塔物理层多播子信道信息和所述小区小塔物理层单播子信道信息，相应配置物理层多播子信道和单播子信道参数，并将得到的小塔物理层信号进行发射；

参考接入用户根据广播业务网关发送的控制数据、广域大塔物理层广播子信道信号、小区小塔物理层多播子信道信号、或者小区小塔物理层单播子信道信号，获得待接收的广播业务数据。

2.根据权利要求1所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其特征在于，所述通过核心网处广播业务网关与选择的小区小塔基站进行信令交互，根据获取的相关信息为广播业务提供广域大塔广播传输、小区小塔多播传输或小区小塔单播传输，具体包括：

通过核心网处广播业务网关与某小区小塔基站进行信令交互，获取参考接入用户的小区位置、所需广播业务以及手机终端的参考接入用户接收条件的当前信息和历史信息，得到可接收广域大塔广播传输的某广播业务的预期手机终端的参考接入用户个数，根据广域大塔物理层广播子信道频谱综合收益决定是否为所述广播业务提供广域大塔广播传输，如果提供广域大塔广播传输，则得到广域大塔物理层广播子信道的发射功率、时频资源和编码调制参数，作为控制数据发送给广域大塔基站和相关参考接入用户；

通过核心网处广播业务网关与某小区小塔基站进行信令交互，得到某小区内不能接收广域大塔广播传输的某广播业务的参考接入用户的当前接收条件，根据小区小塔物理层多播子信道频谱综合收益决定某小区是否为所述广播业务提供小区小塔多播传输，如果提供小区小塔多播传输，则得到小区小塔物理层多播子信道的发射功率、时频资源和编码调制参数，作为控制数据发送给小区小塔基站和相关参考接入用户；

通过核心网处广播业务网关与某小区小塔基站进行信令交互，得到某小区不能接收广域大塔广播传输的某广播业务且不能接收所述小区小塔多播传输的某广播业务的参考接入用户的当前接收条件，根据小区小塔物理层单播子信道频谱综合收益决定所述小区是否为参考接入用户提供所述广播业务的小区小塔单播传输，如果提供小区小塔单播传输，则得到小区小塔物理层单播子信道的发射功率、时频资源和编码调制参数，作为控制数据发送给小区小塔基站和相关参考接入用户。

3.根据权利要求2所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其特征在于，所述获取广域大塔物理层广播子信道信息，根据所述广域大塔物理层广播子信道信息，配置物理层广播子信道参数，并将得到的大塔物理层广播信号进行发射，具体包括：

根据广域大塔基站固定配置获得广域大塔物理层广播子信道信息，或者，与广播业务网关进行信令交互，根据从广播业务网关接收的控制数据，获得广域大塔物理层广播子信道信息；

接收广播业务网关发送的广播业务数据，根据所述广域大塔物理层广播子信道信息，配置物理层广播子信道参数，按照广域大塔广播协议，对广播业务数据经发送端编码调制处理，得到广域大塔物理层广播子信道信号，并得到大塔物理层广播信号，通过广域大塔基站发射。

4.根据权利要求2所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其特征在于，所述获取小区小塔物理层多播子信道信息和小区小塔物理层单播子信道信息，根据所述小区小塔物理层多播子信道信息和所述小区小塔物理层单播子信道信息，相应配置物理层多播子信道和单播子信道参数，并将得到的小塔物理层信号进行发射，具体包括：

根据小区小塔基站固定配置获得小区小塔物理层多播子信道信息和小区小塔物理层单播子信道信息，或者，与广播业务网关进行信令交互，根据从广播业务网关接收的控制数据，获得小区小塔物理层多播子信道和小区小塔物理层单播子信道信息；

接收广播业务网关发送的广播业务数据，根据所述小区小塔物理层多播子信道和所述小区小塔物理层单播子信道信息，相应配置物理层多播子信道和单播子信道参数，按照小区小塔传输协议，对广播业务数据经发送端编码调制处理，得到小区小塔物理层多播子信道信号和小区小塔物理层单播子信道信号，并得到小塔物理层信号，通过小区小塔基站发送。

5.根据权利要求2所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其特征在于，所述参考接入用户根据广播业务网关发送的控制数据、广域大塔物理层广播子信道信号、小区小塔物理层多播子信道信号、或者小区小塔物理层单播子信道信号，获得待接收的广播业务数据，具体包括：

参考接入用户经过小区小塔基站与广播业务网关进行信令和控制数据交互，广播业务网关获取参考接入用户的小区位置、所需的广播业务以及终端接入条件的当前信息；

广播业务网关决定参考接入用户能否接入广播业务，如果允许接入，则向参考接入用户发送控制数据，用于配置参考接入用户的手机终端，以接收并解调解码所述广播业务的具体物理层子信道信号；

参考接入用户接收广播业务网关发送的控制数据，或者接收广域大塔物理层广播子信道信号，或者接收小区小塔物理层多播子信道信号，或者接收小区小塔物理层单播子信道信号；

参考接入用户解调解码接收的广域大塔物理层广播子信道信号，或者小区小塔物理层多播子信道信号，或者小区小塔物理层单播子信道信号，获得待接收的广播业务数据。

6.根据权利要求5所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其特征在于，所述广播业务网关决定参考接入用户能否接入广播业务，如果允许接入，则向参考接入用户发送控制数据，用于配置参考接入用户的手机终端，以接收并解调解码所述广播业务的具体物理层子信道信号，具体包括：

广播业务网关根据参考接入用户所在小区内是否存在当前广播业务的广域大塔物理层广播子信道以及参考接入用户接入条件能否成功接收广域大塔物理层广播子信道信号进行判决，若都满足，则广播业务网关允许参考接入用户接入广域大塔物理层广播子信道，向参考接入用户发送相关控制数据；

广播业务网关根据参考接入用户所在小区内是否存在当前广播业务的小区小塔物理层多播子信道以及参考接入用户接入条件能否成功接收小区小塔物理层多播子信道信号进行判决，若都满足，则广播业务网关允许参考接入用户接入小区小塔物理层多播子信道，向参考接入用户发送相关控制数据；

若当前时刻不存在当前业务的广域大塔物理层广播子信道和小区小塔物理层多播子信道，广播业务网关根据小区小塔物理层多播子信道和小区小塔物理层单播子信道资源决策是否允许参考接入用户接入当前广播业务，若允许接入，则参考接入用户接入当前广播业务并与广播业务网关进行信令交互，以选择接入小区小塔物理层多播子信道或小区小塔物理层单播子信道。

7.根据权利要求1所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其特征在于，一个广播业务网关管理一个物理层信道或者多个物理层信道；

一个广播业务网关与一个广域大塔基站交互或者与多个广域大塔基站交互；

一个广播业务网关与一个小区小塔基站交互，或者与多个小区小塔基站交互；

一个广播业务网关支持一个广播业务、多个广播业务、或者支持多个混合业务。

8.根据权利要求1所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其特征在于，一个广播业务网关到广域大塔基站的单向控制、交互信令和广播业务数据通过核心网的光纤或固定无线通道连接，或者通过卫星中继转发进行连接。

9.根据权利要求1所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其特征在于，所述广播业务的物理层子信道包括正交分割的物理层子信道和非正交复用的物理层子信道；

如果所述广播业务的物理层子信道采用正交分割，则不同广播业务通过时频资源正交分割的物理层子信道进行传输；

如果所述广播业务的物理层子信道采用非正交复用，则不同的广播业务可通过时频资源相互叠加的物理层子信道进行传输。

10.根据权利要求1所述的混合广播、多播和单播传输的广播内容分发方法，其特征在于，对于广域大塔物理层广播子信道，广播信道频谱综合收益指标用来优化广域大塔物理层广播子信道的信道参数；选择广域大塔物理层广播子信道的频谱效率与物理层广播子信道预期参考接入用户平均数两者的乘积，作为广播信道频谱综合收益；广播信道频谱综合收益通过配置和调整大塔物理层广播子信道信号传输速率和大塔物理层广播子信道带宽进行优化。

11.一种混合广播、多播和单播传输的广播内容分发装置，其特征在于，所述混合广播、多播和单播传输的广播内容分发装置包括：

广播业务网关、广域大塔基站、小区小塔基站模块和参考接入用户；

广播业务网关与广域大塔基站、小区小塔基站和参考接入用户之间通过控制、信令数据进行交互；

广播业务网关发送控制数据给广域大塔基站，配置和调整广域大塔物理层广播子信道，发送广播业务数据给广域大塔基站；广域大塔基站接收广播业务网关发送的控制数据，配置和调整广域大塔物理层广播子信道，接收广播业务网关发送的广播业务数据，按照广域大塔广播协议，对广播业务数据进行发送端编码调制处理，得到大塔物理层广播子信道信号，并得到大塔物理层广播信号，通过广域大塔基站发射；

广播业务网关发送控制数据给小区小塔基站，配置和调整小塔物理层多播子信道和/或单播子信道，发送广播业务数据给小区小塔基站；小区小塔基站接收广播业务网关发送的控制数据，配置和调整小区小塔物理层多播和单播子信道，接收广播业务网关发送的广播业务数据，按照小区小塔传输协议，对广播业务数据进行发送端编码调制处理，得到小塔物理层多播子信道信号和小塔物理层单播子信道信号，并得到小塔物理层信号，通过小区小塔基站发送；

广播业务网关发送广播业务相关的控制数据给参考接入用户；参考接入用户接收广播业务网关发送的控制数据，配置手机终端，参考接入用户或者接收广域大塔基站发射的物理层广播子信道信号，经接收端解调解码，得到广域大塔物理层广播子信道携带的广播业务数据；或者接收并解调解码小塔物理层多播子信道信号，得到小塔物理层多播子信道携带的广播业务数据；或者接收并解调解码小塔物理层单播子信道信号，得到小塔物理层单播子信道携带的广播业务数据。

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