CN1980115A - 支持多播广播业务的方法 - Google Patents

Abstract

一种在移动通信系统中支持多播/广播业务的方法。包括如下步骤：网络资源调度节点通过信令配置提供多播/广播业务的小区在不同的子载波段上发射多播/广播业务信号；各个小区按照网络资源调度节点配置在设定的子载波段上发射多播/广播信号；UE根据网络配置的各个子载波段上信号的强弱，在一个子载波段上接收多播/广播业务信号，或者UE同时在多个分配给多播/广播业务的子载波段上接收信号。本发明的各个小区在多个子载波段发射多播/广播信号，用户设备在多个子载波段上接收信号并进行最大比例合并，可以得到很好的性能。本发明对于发射多播/广播业务的多个小区的定时要求比较低，可以容忍的各个小区的信号之间比较大的时延。

Description

支持多播广播业务的方法

技术领域

本发明涉及移动通信系统，具体的说，本发明涉及在移动通信系统中支持多播/广播业务的方法。

背景技术

现在，3GPP标准化组织已经着手开始对其现有系统规范进行长期的演进(LTE)。在众多的物理层传输技术当中，正交频分复用(OFDM)技术以其较高的频谱利用率，较低的处理复杂度，成为所有下行方案中比较有前途的一种。

OFDM技术本质上是一种多载波调制通信技术，其基本原理是把一个高速率的数据流分解为若干个低速率数据流在一组相互正交的子载波上同时传送。OFDM技术由于其多载波性质，在很多方面具有性能优势。(1)OFDM技术一个显著的优势是由于数据分别在多个子载波上并行传输，每个子载波上的符号的长度相应的增长，对信道时延不敏感；通过进一步给每个符号上加入保护间隔，即引入循环前缀(CP，Cyclic Prefix)，在信道时延小于循环前缀长度的情况下，可以完全消除符号间干扰(ISI)。这样，每个子载波都经历了平坦衰落信道。图1是OFDM符号加循环前缀的示意图。整个OFDM符号(100)是由可用OFDM信号(101)加循环前缀(103)组成。其中循环前缀(103)是通过把可用OFDM信号(101)的后面一些样值(102)通过直接拷贝添加到可用OFDM信号(101)的前面实现。(2)OFDM技术的频谱利用率高，OFDM信号在频域上实际是有交叠的，这种交叠在很大程度上提高了频谱利用率。(3)OFDM技术的抗窄带干扰和频率选择性衰落的能力较强。通过信道编码和交织可以使OFDM具有频率分集和时间分集作用，从而有效地对抗窄带干扰和频率选择性衰落。(4)OFDM技术调制可通过基带IFFT变换实现，而IFFT/FFT有成熟的快速计算方法，可以方便的在DSP芯片和硬件结构中实现。

多播/广播是一种从一个数据源向多个目标传送数据报文的技术。在传统移动网络中，小区广播业务允许低比特率数据通过小区共享广播信道向所有用户发送，属于消息类业务。现在，人们对移动通信的需求已不再满足于电话和消息业务，随着Internet的迅猛发展，大量多媒体业务涌现出来，其中一些应用业务要求多个用户能同时接收相同数据，如视频点播、电视广播、视频会议、网上教育、互动游戏等。这些移动多媒体业务与一般的数据相比，具有数据量大、持续时间长、时延敏感等特点。为了支持新的需求，有效地利用移动网络资源，现有的3GPP规范标准化了多播/广播业务，在移动网络中提供一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，实现网络资源共享，提高网络资源的利用率，尤其是空口接口资源。3GPP定义的多播/广播业务不仅能实现纯文本低速率的消息类多播/广播，而且还能实现高速多媒体业务的多播/广播。

在LTE系统中，由于物理层传输技术的改变，对于网络支持多播/广播业务提出新的需求。在满足一定的同步要求的情况下，OFDM技术可以比较方便的支持多播/广播业务。这时，各个小区按照网络配置发射相同的信号，图2是UE合并各个小区多径信号的示意图。多径信号(201)是最先到达径，多径信号(203)是最后到达径。在满足各小区的多径信号(201，202，203)最先到达的径和最后到达的径之间的时延小于CP的长度的情况下，在可用OFDM信号(200)时间段内各个多径的信号都是连续的，所以UE通过FFT接收时不存在子载波之间的干扰和符号间干扰。只要各个小区到达UE的信号时延范围不超过循环前缀的长度，UE可以简单的合并接收各个小区的信号。这时，各个小区的信号对UE来说不过是同一个信号的多径信号而已。考虑到UE到各个小区相对位置，各小区信号的传播时延，以及各小区的定时偏差的影响，为了实现UE对各个小区的合并接收，系统需要配置比较长的循环前缀(CP)。

上述UE对各个小区信号的合并接收本质上是对各个小区信号的直接相加并处理。在能够区分各个小区信号的情况下，通过采用分集接收的方法可以进一步增强接收的性能。可能的合并的方法包括等增益合并和最大比合并(MRC)等。其中最大比合并可以实现最佳的性能。通过执行最大比合并，合并信号的信噪比等于合并前各路信号的信噪比的和。最大比合并(MRC)要求首先补偿各路信号的相位，然后各路信号用其信噪比加权求和。等增益合并可以认为是最大比合并的特例，它要求补偿各路信号的相位，然后在接收端对信号进行同相位相加。

图3是LTE系统中各个小区在单一子载波段发送多播/广播业务的配置示意图。按照网络控制器(300)的配置，小区(301，302，303)在相同的频率上发射多播/广播业务数据，用户设备UE(304)在这个频率上接收多个小区的数据并处理。为了实现各个小区信号在UE(304)处无干扰的合并接收，这个系统要求各个小区同步或者准同步，即各小区的信号最先到达的径和最后到达的径之间的时延小于CP的长度。这时，各个小区到达UE(304)的信号可以看作是同一个信号的不同多径，UE(304)按照一般的OFDM信号的解调方法接收合并的信号。

在网络同步或者准同步的情况下，各个小区在同一个子载波段上发射多播/广播信号，UE利用CP的作用对各个小区的信号进行合并接收。当网络中的各个小区时延比较大时，上述各个小区在同一子载波段传送多播/广播数据的技术存在严重的问题。由于各小区信号的时延偏差比较大，一般会超过CP的长度，所以在UE侧不能对各个小区的信号进行无相互干扰的合并接收，各个小区的信号互相成为比较严重的干扰信号。

在无线通信系统中，因为地形变化复杂，各个小区到达UE的信号经历不同的多径信道时延和传播时延，同时考虑到小区同步的精度和定时的偏差，为了支持UE通过循环前缀(CP)的作用对信号进行合并接收，就要求系统配置的循环前缀(CP)的时间比较长。

另外，UE通过CP的作用实现的对各个小区信号的合并，实际上是一种对各个小区信号的简单相加，这样的合并方法可以在一定程度上利用空间分集特性提高系统性能，但是由于这种合并既不是等增益合并也不是最大比合并(MRC)，性能提高有限。等增益合并要求补偿各路信号的相位，在接收端对信号进行同相位相加；最大比合并(MRC)要求首先补偿各路信号的相位，然后各路信号用其信噪比加权求和。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种在移动通信系统中支持多播/广播业务的方法。

为实现上述目的，一种在移动通信系统中支持多播/广播业务的方法。包括如下步骤：

a)网络资源调度节点通过信令配置提供多播/广播业务的小区在不同的子载波段上发射多播/广播业务信号；

b)各个小区按照网络资源调度节点配置在设定的子载波段上发射多播/广播信号；

c)UE根据网络配置的各个子载波段上信号的强弱，在一个子载波段上接收多播/广播业务信号，或者UE同时在多个分配给多播/广播业务的子载波段上接收信号。

本发明的各个小区在多个子载波段发射多播/广播信号，用户设备在多个子载波段上接收信号并进行最大比例合并，可以得到很好的性能。本发明对于发射多播/广播业务的多个小区的定时要求比较低，可以容忍的各个小区的信号之间比较大的时延。

附图说明

图1是OFDM符号添加循环前缀的示意图

图2是UE合并各个小区多径信号的示意图

图3是各个小区在单一子载波段发送多播/广播业务的配置示意图；

图4是本发明网络配置各个小区在多个子载波段上发送多播/广播业务的示意图。

图5是网络轻载时各个小区在多个子载波段发送多播/广播业务的配置示意图；

图6是网络中等负荷时各个小区在多个子载波段发送多播/广播业务的配置示意图；

图7是网络满负荷时各个小区在多个子载波段发送多播/广播业务的配置示意图；

图8是UE的功能模块示意图。

具体实施方式

为了克服各个小区在相同的子载波段上发射多播/广播业务信号所存在的问题，本发明提出一种在移动通信网络中支持多播/广播业务的方法，其关键技术点如下：

1)网络资源调度节点配置提供多播/广播业务的小区在不同的子载波段上发射多播/广播业务信号，比如配置N个子载波段，一种可能的配置是N＝3。调度节点通过信令发送配置参数，控制各个小区分散使用这N个子载波段之一发射多播/广播业务。相邻小区配置用不同的子载波段发射信号，相距比较远的小区可以重复配置某一个子载波段；网络通过下行控制信道发送多播/广播业务的子载波段相关信息到UE。

2)各个小区按照调度节点配置在设定的子载波段上发射多播/广播信号；

3)UE接收控制信令，根据各个小区信号的强弱，在一个子载波段上接收多播/广播业务信号，或者UE同时在这N个分配给多播/广播业务的子载波段上接收信号，然后对接收到的信号进行软合并，由于各路信号在频率上是分开的，UE可以对其进行最大比例合并(MRC)。

4)为了支持本发明方法的执行，网络必须对各个小区的资源分配进行调度，合理控制网络为UE分配无线资源(子载波)的方式，从而达到系统性能的提升。

i.对于其它用户业务，一般是单播(Unicast)用户业务，网络优先选用已经分配给多播/广播业务的N个子载波段之外的其它子载波，用于承载用户业务。这样既减轻其他用户业务对多播/广播业务的干扰，同时也防止了多播/广播业务对其它用户业务的干扰；

ii.当网络必须把分配给多播/广播业务的N个子载波段中的一部分或者全部子载波分配给其它用户业务使用时，基于UE的测量报告，网络通过调度，尽量把这些子载波分配给信道条件比较好(一般是在小区中心附近)的用户业务，从而这些用户业务的信号可以用比较低的功率发送，减少对多播/广播业务的干扰；

图4是本发明网络配置各个小区在多个子载波段上发送多播/广播业务的示意图。如图所示：网络配置了多个子载波段用于传送多播/广播业务，网络配置各个相邻小区在不同的子载波段上发射多播/广播业务信号，相距较远的小区可以重复利用某一子载波段。根据图4中的配置，所有标1的小区在子载波段1上发射数据，所有标2的小区在子载波段2上发射数据，所有标3的小区在子载波段3上发射数据。小区(401、402、403)分别在子载波段(1、2、3)上发射数据，UE(400)根据实际检测到的各个小区信号的强弱，可能在某个子载波段上接收数据，也可能同时接收多个子载波段的数据并进行最大比例合并。

图5是本发明在各个小区轻载时，网络控制器(500)配置各个小区在多个子载波段发送多播/广播业务的配置示意图；按照网络控制器的配置，小区(501、502、503)在3个不同的子载波段上发射多播/广播业务数据。这时分配给多播/广播业务的3个子载波段没有被其它用户占用，UE(504)在一个或者多个子载波段上接收多播/广播业务的信号，然后对其进行软合并，这时可以达到很好的性能。

图6是本发明在各个小区中等负载时，网络控制器(600)配置各个小区在多个子载波段发送多播/广播业务的配置示意图；按照网络控制器的配置，小区(601，602，603)在3个不同的子载波段上发射多播/广播业务数据。这时分配给多播/广播业务的3个子载波段中的一部分被其它用户业务占用。网络基于UE的测量报告，通过调度，把这些子载波分配给信道条件比较好(一般是在小区中心附近)的用户业务，可以使其他用户业务在这些子载波以比较低的功率发射，从而把其他用户业务的干扰控制在比较小的水平，UE(604)在一个或者多个子载波段上接收多播/广播业务的信号，然后对其进行软合并，从而得到比各小区采用相同的频段发射多播/广播业务更好的性能。

图7是本发明在各个小区满负载时，网络控制器(700)配置各个小区在多个子载波段发送多播/广播业务的配置示意图；按照网络控制器的配置，小区(701，702，703)在3个不同的子载波段上发射多播/广播业务数据，这时分配给多播/广播业务的3个子载波段全部被其它用户业务占用。网络基于UE的测量报告，通过调度，把这些子载波分配给信道条件比较好(一般是在小区中心附近)的用户业务，可以使其他用户业务在这些子载波以比较低的功率发射，仍然可以把其他用户业务的干扰控制在比较小的水平，UE(704)在一个或者多个子载波段上接收多播/广播业务的信号，然后对其进行软合并，从而得到比各小区采用相同的频段发射多播/广播业务更好的性能。

图8是本发明UE的功能模块示意图。首先UE把来自射频的多个小区的混和信号变换到基带(800)，然后UE按照各个小区发射多播/广播信号的时延分离信号(801、802、803)，按照实际网络环境中各个小区信号的强弱，UE可以接收某一个小区发射的多播/广播信号，或者UE同时接收多个小区发射的多播/广播信号。UE对上述选定的一个或者多个小区的信号执行OFDM解调(804)，UE在OFDM解调输出中对应的子载波段上提取多播/广播业务数据并缓存于对应的缓存器(805、806、807)。最后UE对缓存的数据进行最大比例合并MRC(808)，最大比例合并(808)的输出交给后续处理模块(809)继续完成对多播/广播业务的接收操作。

Claims (10)

1.一种在移动通信系统中支持多播/广播业务的方法。包括如下步骤：

a)网络资源调度节点通过信令配置提供多播/广播业务的小区在不同的子载波段上发射多播/广播业务信号；

b)各个小区按照网络资源调度节点配置在设定的子载波段上发射多播/广播信号；

c)UE根据网络配置的各个子载波段上信号的强弱，在一个子载波段上接收多播/广播业务信号，或者UE同时在多个分配给多播/广播业务的子载波段上接收信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述网络资源调度节点通过下行信令发送多播/广播业务的子载波段等相关信息到用户设备UE。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤a)中，网络资源调度节点发给各个小区的配置信令中包含分配给多播/广播业务的子载波段等参数。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤a)中，调度节点控制各个小区分散使用分配给多播/广播业务的子载波段之一发射多播/广播业务，相距较远的小区复用同一子载波段。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述网络资源调度节点配置多个子载波段。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于网络在下行控制信道上发射的信令包含各个小区发射多播/广播业务的子载波段等相关参数。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于对于其它用户业务，网络优先选用已经分配给多播/广播业务的多个子载波段之外的其它子载波来承载用户业务。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于当网络必须把分配给多播/广播业务的多个子载波段中的一部分或者全部子载波分配给其它用户业务使用时，基于UE的测量报告，网络把这些子载波分配给小区中心附近的用户业务，并以比较低的功率发送。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤c)中，当网络配置的某个子载波段上的信号的信噪比比较大时，UE在这个子载波段上接收接收多播/广播业务的信号。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在步骤c)中，UE在网络配置的多个子载波段上接收多播/广播业务的信号，然后UE对其进行最大比例合并。