CN1996866A - 实现移动多媒体广播组播的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现移动多媒体广播组播的系统，包括节目源、视频服务器、GPRS支持节点、DTT－H及至少一个移动终端，该系统中还包括适配装置，用于对广播或组播多媒体节目进行传输流的适配。本发明还公开了一种实现移动多媒体广播组播的方法，与节目源相连的移动网络接收到广播或组播节目后执行以下步骤：多媒体节目到达移动网络后，经过传输流的适配，根据接收该节目的用户数来选择采用广播或组播的方式，通过DTT－H发送给移动终端。本发明网络结构简单，不占用昂贵的移动频谱空口资源，可以向具有广播接收能力的手机终端提供丰富的业务，能够达到广覆盖和高吞吐量，并可以很容易的实现节目内容的保护。

Description

实现移动多媒体广播组播的系统及方法

技术领域

本发明涉及多媒体广播组播技术，特别是利用移动网络和地面广播技术实现移动多媒体广播组播的系统及方法。

背景技术

移动用户对包括手机电视的移动多媒体广播组播业务的需求日益增加，低成本高质量的移动多媒体广播组播业务对移动网络的带宽和空口资源提出了更为严格的要求。传统移动网络的点对点技术无法满足广播组播业务的要求，移动网络的点到多点技术可以实现广播组播业务，但频谱昂贵，且空口功率和速率受限，无法向移动用户提供低成本高质量的丰富多媒体节目。相反，地面广播网络则利用地面广播来进行广播业务的分发，可以向用户提供丰富的低成本高质量的多媒体节目，但缺乏对移动终端接收和移动实时交互业务的支持。因此，利用当前的移动网络及地面广播网络，实现交互的移动多媒体广播组播业务对移动运营商是非常有意义的。

为了有效地利用移动网络资源，宽带码分多址/全球移动通信系统(WCDMA/GSM)的全球标准化组织通用分组无线业务/通用移动通信系统(GPRS/UMTS)提出了多媒体广播组播业务(MBMS)，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。MBMS基于WCDMA/GSM分组网，通过增加一些新的功能实体，如广播组播业务中心(BM-SC)，对已有的分组域的功能实体如业务GPRS支持节点(SGSN)、网关GPRS支持节点(GGSN)、无线网络控制器(RNC)和用户设备(UE)等增加MBMS功能，并定义了新的逻辑共享信道和物理公共信道来实现空口资源共享。

但是，MBMS存在着以下的缺点：

1)系统比较复杂；用户为了获取MBMS业务，必须通过信令建立MBMS承载上下文和MBMS用户上下文，网络为此需新增多媒体广播组播业务中心(MBMS-SC)物理实体，原有的GGSN，SGSN，RNC/BSC都必须建立、维护和释放这些上下文，系统实现起来比较复杂。

2)空口协议开销比较大；在业务层面上，由于MBMS技术实现的架构是IP点到多点的传输，UDP/IP协议是不能省略的，因此UDP/IP层占用一定的空口发送带宽，增加空口协议开销。

3)节目不够丰富，用户体验不完善；虽然MBMS的核心网能够提供很强的业务分发能力，可以承载丰富的视频业务，但由于空口下行速率有限，以384Kbps为例，对于要求很好用户体验的手机电视业务，最大只能支持一个节目。

4)覆盖和速率降低；MBMS基站可对移动终端提供上行接入，虽然这为移动终端接入数据网络提供了方便，但会影响基站的下行广播覆盖范围和速率，使每个基站的覆盖半径和速率降低。

5)MBMS业务的标准正在进行中，其实际应用还需要等待一段时间。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种实现移动多媒体广播组播的系统，能够结合当前的移动分组核心网络和地面广播网络，为移动运营商提供一个投资成本低而能实现交互移动多媒体广播组播业务的端到端的解决方案。

本发明的另一目的在于提供一种实现移动多媒体广播组播的方法，能够将移动分组核心网络接收到的多媒体节目通过地面广播网络发送给移动终端。

为实现上述主要目的，本发明提供了一种实现移动多媒体广播组播的系统，包括节目源、视频服务器、GPRS支持节点、地面数字电视发射机及至少一个移动终端，节目源或视频服务器提供的多媒体广播组播节目经GPRS支持节点及地面数字电视发射机发送给至少一个移动终端，该系统中还包括：

适配装置，用于将来自所述节目源或视频服务器的广播或组播多媒体节目进行传输流的适配，并发送给地面数字电视发射机。

所述适配装置为：

改进无线网络控制器，用于接收来自所述GPRS支持节点的多媒体广播组播节目，对所述节目进行传输流适配并发送给连接所述无线网络控制器的地面数字电视发射机。

所述改进无线网络控制器进一步包括：

交换模块，用于将所述广播数据分发到各个业务模块；

时钟模块，通过接收卫星的时钟信号，完成对所述交换模块的时钟同步；

资源管理模块，用于完成对所述交换模块的空口资源的管理；

维护模块，用于将所述交换模块中的故障信息发送给客户端；

一个或一个以上业务模块，用于将所述广播数据封装，并发送到所述地面数字电视发射机，其中包括地面广播适配模块。

所述改进无线网络控制器通过光传输接口与所述地面数字电视发射机相连。

所述地面广播适配模块具体包括：

IPoA模块，用于完成ATM协议的处理；

数据接收/适配/发送模块，用于对接收的数据进行适配，并发送给所述地面数字电视发射机；

隧道管理模块，用于建立隧道并维护隧道的状态；

路径维护模块，用于维护隧道中的多个路径的路径信息；

操作维护模块，用于收集硬件故障及配置管理信息，并上报给操作管理中心。

所述适配装置也可为：

多媒体广播组播业务中心，用于接收节目源或视频服务器提供的多媒体广播组播节目，对所接收的多媒体广播组播节目进行传输流适配及条件接收并发送给所述GPRS支持节点。

与节目源相连的移动网络接收到广播或组播节目后执行以下步骤：

对接收到的多媒体广播组播节目的传输流进行适配，并根据接收所述多媒体广播组播节目的用户数确定采用广播或组播方式，将经过适配的多媒体节目通过地面数字电视发射机发送给移动终端。

所述将多媒体广播组播节目发送给移动终端进一步包括：

步骤a、移动网络判断所述多媒体广播组播节目为广播节目还是组播节目，如果为广播节目，则执行步骤b；为组播节目，执行步骤c；

步骤b、所述移动网络对所述多媒体广播节目按需要进行传输流的适配，并通过地面数字电视发射机进行广播，结束本流程；

步骤c、所述移动网络判断所述多媒体组播节目的用户数是否超过设定阈值，如果是，则执行步骤b；否则执行步骤d；

步骤d、所述移动网络针对所述多媒体组播节目的用户进行单播，结束本流程。

步骤b中所述对多媒体广播节目进行适配及广播进一步包括：

步骤b1、多媒体广播组播业务中心对所述多媒体广播节目进行IP承载，并按需要进行传输流的适配，通过隧道经分组核心网传输到无线网络控制器；

步骤b2、所述无线网络控制器对IP数据流进行过滤，恢复成所述多媒体广播节目的MPEG2传输流，然后发送给地面数字电视发射机；

步骤b3、所述地面数字电视发射机通过地面广播空口，将所述多媒体广播节目的MPEG2传输流广播给移动终端。

步骤b1中所述对多媒体广播节目的适配具体包括：

对包含多媒体广播节目的广播组播IP数据进行封装，映射成MPEG2传输流，插入节目信息及兆帧标识包。

所述步骤b1中还包括以下步骤：

所述多媒体广播组播业务中心针对适配后的多媒体广播节目产生码字，对所述节目加扰，并由鉴权中心对所述码字进行加密处理，产生的授权控制信息及授权管理信息与加扰后的所述节目进行复用。

步骤d中所述对节目进行单播具体包括：

步骤d1、多媒体广播组播业务中心对单播的多媒体节目进行IP承载，通过隧道经分组核心网络传输到无线网络控制器；

步骤d2、所述无线网络控制器对IP数据流进行分组数据汇集协议映射处理后，发送给对应小区，由该小区通过移动空口发送到对应的移动终端。

步骤b中所述对多媒体广播节目进行适配及广播具体执行以下步骤：

步骤b1′、所述多媒体广播节目通过专用IP通道传送到GPRS网关支持节点，所述GPRS网关支持节点通过GPRS服务支持节点将所述多媒体广播节目转发到改进无线网络控制器上；

步骤b2′、所述改进无线网络控制器对IP数据流进行过滤，并按需要进行MPEG2传输流的适配，然后发送给地面数字电视发射机；

步骤b3′、所述地面数字电视发射机通过地面广播空口，将所述多媒体广播节目的MPEG2传输流广播给移动终端。

步骤b2′中所述对多媒体广播节目的适配具体执行以下步骤：

对包含多媒体广播节目的广播组播IP数据进行封装，映射成MPEG2传输流，插入节目信息及兆帧标识包。

所述步骤b2′中还包括以下步骤：

所述改进无线网络控制器针对适配后的多媒体广播节目产生码字，对所述节目加扰，并对所述码字进行加密处理，产生的授权控制信息及授权管理信息与加扰后的所述节目进行复用。

步骤d中所述对节目进行单播具体执行以下步骤：

步骤d1′、单播的多媒体节目通过专用IP通道传送到GPRS网关支持节点，所述GPRS网关支持节点通过GPRS服务支持节点将所述多媒体节目转发到改进无线网络控制器上；

步骤d2′、所述无线网络控制器对IP数据流进行分组数据汇集协议映射处理后，发送给对应小区，由该小区通过移动空口发送到对应的移动终端。

本发明具有以下优点：

(1)本发明充分利用了移动运营商当前的传送网，其网络结构简单；

(2)由于本发明利用地面广播空口代替GPRS/UMTS下行空口，从而不占用昂贵的移动频谱空口资源；

(3)本发明通过结合移动分组核心网络和地面广播网络，可以向具有广播接收能力的手机终端提供丰富的业务，包括传统的移动电信业务和增值业务、移动电视的接收、实时业务、交互式的移动多媒体业务，以及其它适合广播发送的数据，如群发文本的接收，广告、新闻、天气预报等信息的接收，下载类业务数据的接收，等等；

(4)由于针对移动终端的地面数字电视发射机(DTT-H)没有反向信道，因此可以利用其大发射功率和广播特性，达到广覆盖和高吞吐量；

(5)本发明在改进RNC或MPMB-SC上对节目内容进行加密，直到需要在终端上播放时才进行解密，可以很容易的实现节目内容的保护；

(6)本发明实现简单，对现有网络改动较小，可及早投入使用。

附图说明

图1为本发明的实施例一中实现移动多媒体广播组播的系统的结构图；

图2为本发明的实施例一中实现移动多媒体广播组播的系统的用户平面协议栈的结构图；

图3为本发明的实施例一中实现移动多媒体广播组播的方法的流程图；

图4为本发明的实施例二中实现移动多媒体广播组播的系统的结构图；

图5为本发明的实施例二中的改进无线网络控制器的结构图；

图6为本发明的实施例二中的地面广播适配模块的结构图；

图7为本发明的实施例二中实现移动多媒体广播组播的系统的用户平面协议栈的结构图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明结合了当前的移动分组核心网络和地面广播网络，在移动分组核心网络中完成对多媒体节目的适配，再通过地面广播网络将适配后的多媒体节目广播或组播给移动终端，从而为移动运营商提供一个投资成本低而能实现移动多媒体广播组播业务的端到端的解决方案。

实施例一：

本实施例为基于含有移动多媒体广播组播业务中心(MPMB-SC)的移动多媒体广播组播系统，其结构如图1所示，在该方案中，有线网络部分利用GPRS/UMTS核心网的IP组播或ATM组播能力，分发包括手机电视的广播组播数据，无线网络部分利用地面数字电视广播能力，为移动用户提供丰富的移动视频和数据业务，地面广播的适配功能通过功能实体MPMB-SC实现。图1所示的系统包括：

节目源1，用于提供多媒体广播组播节目；

视频服务器2，用于存储本地移动运营商的多媒体广播组播节目；

移动多媒体广播组播业务中心8，用于完成对节目的适配及条件接收；本实施例中的移动多媒体广播组播业务中心可称为适配装置。

GPRS支持节点，用于接收节目源1及视频服务器2提供的多媒体广播组播节目，并将接收的多媒体广播组播节目转发给无线网络控制器5；GPRS支持节点包括网关GPRS支持节点3及服务GPRS支持节点4；

无线网络控制器5，用于完成对多媒体广播组播节目数据的IP地址进行过滤，并将多媒体广播组播节目转发给针对移动终端的地面数字电视发射机6；

针对移动终端的地面数字电视发射机(DTT-H)6，用于将广播数据转发给移动终端7；

移动终端7，用于接收多媒体广播组播节目。

在图1所示的系统中，来自内部视频服务器2或来自外部网络的多媒体广播组播节目通过专用的IP通道传送到MPMB-SC8，其它内容网络的多媒体广播组播节目，如Internet上的IPTV，则可以通过让该广播组播节目在MPMB-SC8中加入特定的组播组的方式来获得。在MPMB-SC8上完成多媒体节目的适配，适配包括地址过滤、IP打包、单频网(SFN)等，GGSN通过隧道协议或IP组播将适配后的节目发送给下游的SGSN，SGSN通过配置ATM上的网际协议(IPoA)将数据转发到RNC后，直接利用RNC中ATM交换机提供的ATM组播功能，组播并经接口适配后转发给各个DTT-H。

所述地址过滤是指适配装置对多媒体节目的IP地址进行解析，判断该地址是否为广播组播地址，如果是，则将该多媒体节目经RNC传输给DTT-H；否则将节目转发给基站Node B进行传输。

所述的IP打包是指：包含音视频业务的广播组播IP数据需要经过封装，映射成MPEG2的TS流。IP打包采用多协议封装(MPE)，为了增加移动终端的可靠接收，可以进行RS(Reed Solomon)码的前向纠错(FEC)。来自核心网的多媒体节目以IP组播地址为标识，同一IP组播地址的数据流为同一个多媒体节目，不同IP组播地址的数据流为不同的多媒体节目。IP打包完成多媒体节目的复用和PSI/SI的插入，以便移动终端可以据此形成电子节目指南(EPG)。

所述单频网(SFN)是指：为了保证多媒体节目在同一RNC下的所有DTT-H的同步发射，IP打包后的MPEG2 TS流需要插入兆帧标识(MIP)包。兆帧标识包用于使数字基带信号传输到不同发射点的时延相同，以保证单频网中所有发射机能够在时间和比特上同步。

在本实施例中，核心网传输部分基于UMTS的分组网，接入网基于RNC和地面广播网络，该广播组播系统的协议栈包括用户平面和控制平面，其中，在用户平面上，协议的改动体现在MPMB-SC和接入网部分，其协议栈的结构如图2所示：

在MPMB-SC处，数据链路层协议为针对移动终端的数字地面广播协议(DTB-H DLC)，DTB-H DLC协议在MPMB-SC处完成针对移动终端的地面广播技术的所有数据链路层功能，包括MPE封装、IP数据的RS(ReedSolomon)码、时间分片、DVB TS流复用、系统信息PSI/SI的插入和条件接收等。IPu为IP层协议，用于TS流数据的承载。GTP-U，UDP/IPn和AAL5/ATM是GPRS/UMTS分组核心网络的原有协议，完成应用在核心网的传输，其中，AAL5/ATM为ATM适配层协议，GTP-U和UDP/IPn为应用层协议。

在RNC处，DTB-H DLC完成将IPu承载的数据恢复成的MPEG2 TS流。DTT-H的物理层对应地面广播系统的传输层功能，完成地面广播的发射功能，包括信道编码和调制。

在移动终端处，其物理层完成地面广播的传输层功能，即接收功能，包括解调和信道解码。DTB-H DLC对应地面广播系统的传送层功能，完成对多媒体节目的提取；针对移动终端的编码方式H.264对应地面广播系统的压缩层功能，完成节目的信源解码。

在控制平面上，为了数据的重传和节目的点播，在GGSN和MPMB-SC之间增加了一个Gmb接口。

本实施例中，广播和组播业务都在MPMB-SC进行整合，复用成一个标准的MPEG2 TS流，通过IP承载的方式发送给GGSN。GGSN利用GPRS/UMTS分组核心网的传输能力，通过GTP隧道或IP组播发送给该GGSN下游所有的SGSN，每个SGSN通过配置专用的PVC通道，以IP OverATM的方式转发给该SGSN下游所有的RNC。RNC仅仅完成接口的适配，转发业务给该RNC下游的所有的DTT-H，DTT-H无需改动，按照其原有功能，通过地面广播发送给所有的移动用户。

对于组播业务，MPMB-SC根据加入某个组播组的移动用户的数量，即某个多媒体广播组播节目的用户数目，来选择分发网络是采用NodeB或是DTT-H。如果用户数目少于移动运营商所设置的阈值，则采用点到点的NodeB方式；如果用户数目超过移动运营商所设置的阈值，则采用点到多点的DTT-H的方式。

由DTT-H转发的数据，如果移动终端接收不正确或丢失时，可以通过NodeB要求MPMB-SC重传，这时，MPMB-SC采用点到点的NodeB方式进行重传。

本实施例的方案由于在MPMB-SC上完成对多媒体广播组播节目的同步，而不同RNC接收到的是在MPMB-SC已完成同步的多媒体广播组播节目，能够保证隶属于不同RNC的移动终端接收到时间上同步的多媒体广播组播节目，因此适合于拥有多个RNC的大城市的移动运营商。

采用图1所示的系统实现移动多媒体广播的方法的流程如图3所示，具体执行以下步骤：

步骤101、多媒体广播组播业务中心MPMB-SC接收多媒体节目，判断该节目为广播节目还是组播节目，如果是广播节目，则执行步骤102；否则执行步骤105；

步骤102、MPMB-SC对多媒体广播节目进行IP承载，并按需要进行MPEG2传输流TS的适配，通过隧道经分组核心网传输到RNC。

这里所说的按需要是指，初始的多媒体广播组播节目的数据流可能已经是MPEG2 TS流的格式，此时是不需要再进行适配的，所说的适配是对包含多媒体节目的广播组播IP数据进行封装，映射成MPEG2 TS流，插入节目信息PSI/SI及MIP包。此外，MPMB-SC还要对不含码字(cw)的节目进行加密和加扰，MPMB-SC针对适配后的节目产生cw，对节目加扰，并由鉴权中心(CA)对cw进行加密处理，产生的授权控制信息(ECM)及授权管理信息(EMM)与加扰后的节目进行复用；

步骤103、RNC对IP数据流进行过滤，恢复成节目的MPEG2 TS流，然后发送给针对移动终端的地面数字电视发射机(DTT-H)。

步骤104、DTT-H通过地面广播空口，将节目的MPEG2传输流广播给移动终端。

步骤105、MPMB-SC判断多媒体组播节目的用户数是否超过一设定阈值，如果是，则执行步骤102；否则执行步骤106。

阈值的设置需要根据具体的应用环境及不同的设备来确定，在本发明中没有规定具体的取值范围。

步骤106、MPMB-SC对单播的多媒体节目进行IP承载，通过隧道经分组核心网络传输到RNC。

步骤107、RNC对IP数据流进行分组数据汇集PDCP协议映射处理后，发送给对应小区，由该小区通过移动空口发送到对应的移动终端。

实施例二：

本实施例为基于改进RNC的移动多媒体广播组播系统，有线网络部分利用GPRS/UMTS核心网的IP组播或ATM的组播能力，分发包括手机电视的广播组播数据，无线网络部分利用地面数字电视广播能力，为移动用户提供丰富的移动视频和数据业务。关键部分在于对现有RNC的改进，通过在RNC中加入多个地面广播适配模块(TBA，Terrestrial Broadcast Adapter)单板，在TBA单板中完成对节目适配的功能。本实施例中基于改进RNC的移动多媒体广播组播系统的结构如图4所示，包括：

节目源1，用于提供多媒体广播组播节目；

视频服务器2，用于存储本地移动运营商的多媒体广播组播节目；

GPRS支持节点，用于接收节目源1及视频服务器2提供的多媒体广播组播节目，并将接收的节目转发给无线网络控制器5；GPRS支持节点包括网关GPRS支持节点3及服务GPRS支持节点4；

改进无线网络控制器9，用于接收来自GPRS服务支持节点4的多媒体广播组播节目，并将该广播组播节目发送给连接无线网络控制器9的针对移动终端的地面数字电视发射机6；本实施例中的改进无线网络控制器9可称为适配装置。

针对移动终端的地面数字电视发射机6，用于将多媒体广播组播节目转发给移动终端7；

移动终端7，用于接收多媒体广播组播节目。

其中，本实施例中的改进无线网络控制器9收到来自核心网的广播组播数据后，由于不再经过UMTS基站无线转发，而是经过针对终端的DTT-H广播，因此，需要在原有无线网络控制器的硬件基础上配置组播能力和一个功能实体，即TBA单板。

改进RNC9的结构如图5所示，其中包括：

交换模块51，用于将广播组播数据分发到各个业务模块；

时钟模块52，通过接收卫星的时钟信号，完成对交换模块的时钟同步；

资源管理模块53，用于完成对交换模块的空口资源的管理；

维护模块54，用于将交换模块中的故障信息发送给客户端；

一个或一个以上业务模块55，用于将广播组播数据封装，并发送到针对移动终端的地面数字电视发射机6。业务模块55包括MUX板和TBA单板。

来自核心网的手机电视等广播组播业务通过SGSN的ATM组播到RNC5的交换模块，RNC5利用其ATM组播，分发到各业务模块的MUX板，MUX板再直接组播到各TBA单板。TBA经过相应的处理，分发给相应的针对移动终端的DTT-H。

TBA单板的功能结构如图6所示，包括：

IPoA模块61，用于完成ATM协议的处理；

数据接收/适配/发送模块62，用于对接收的数据进行适配，并发送给针对移动终端的地面数字电视发射机6；

隧道管理模块63，用于建立隧道并维护隧道的状态；

路径维护模块64，用于维护隧道中的多个路径的路径信息；

操作维护模块65，用于收集硬件故障及配置管理信息，并上报给操作管理中心。

其中，IPoA模块61负责ATM协议的处理，利用ATM进行IP通信；数据接收/适配/发送模块完成GTP-U协议的处理，并根据需要进行必要的适配，完成地面广播的传输层功能，如地址过滤，IP打包，单频网(SFN)等，然后发送给相应的针对移动终端的DTT-H，如果到达TBA的业务内容格式已经是TS流，则TBA只需完成地址过滤和业务分发即可。

在本实施例中，核心网传输部分基于GPRS/UMTS的分组网，接入网基于改动的RNC和地面广播，因此，在用户平面上，协议的改动体现在接入网部分，其协议栈结构如图7所示，其中，DTB-H DLC为针对移动终端的数字地面广播的数据链路层，包括MPE-FEC和时间分片(Time-Slicing)等模块，并实现复用、SFN等功能。其中，MPE完成数据的适配，封装成地面广播所需要的MPEG2 TS流。DTB-H DLC实现了MPE-FEC和时间分片两个关键功能，分别用于提高终端的移动接收能力和电池的寿命。

MPE-FEC在数据链路层为IP数据报增加了RS纠错编码，作为MPE的前向纠错编码，校验信息将在指定的FEC段中传送。MPE-FEC在标准中不是强制的，但是在较差的接收环境中，适当的使用MPE-FEC可以准确无误恢复出IP数据。MPE-FEC的数据开销分配非常灵活，在其它传输参数不变的情况下，如果校验开销提高到25％，则MPE-FEC能够使终端达到和使用天线分集接收时相同的载噪比(C/N)。此外MPE-FEC提供非常好的抗脉冲干扰能力。

MPE-FEC帧采用时间片(Time-Slicing)发送，可以有效降低终端的平均功耗。时间分片技术采用突发方式传送数据，每个突发时间片传送一个业务，在业务传送时间片内该业务将单独占有全部数据带宽，并指出下一个相同业务时间片产生的时刻，这样终端能够在指定的时刻接收选定的业务，在业务空闲时间做节能处理，对相邻蜂窝进行监视，扫描其他频率信号、测试信号强度，从而降低总的平均功耗和实现不同网络间平稳、无缝业务交换。从接收机的角度而言，接收到的业务数据并非采用传统恒定速率的连续输入方式，数据以离散的方式间隔到达，即突发传送，如果解码终端要求数据速率较低但必须是恒定码率，接收机可以对接收到的突发数据首先进行缓冲，然后生成速率不变的数据流。

控制平面则与传统的GPRS/UMTS网络一样，主要用于终端接收丢失数据的重传和业务点播等，这时业务分发使用GPRS/UMTS网络的点到点方式。

基于本实施例的移动多媒体广播组播系统，支持广播和组播业务，对于广播业务而言，GGSN从内容提供商获得的广播数据，通过用户面的GTP(GPRS Tunnel Protocol，GPRS隧道协议)隧道或IP组播发送给其下游所有的SGSN，其中，GTP为多种协议的数据分组通过GPRS骨干网提供隧道。广播数据到达SGSN之后，每个SGSN通过配置专用的PVC通道，以IP OverATM的方式转发给其下游所有的RNC，RNC对于IP数据进行节目的过滤和复用，特殊节目信息/节目信息PSI/SI的插入，完成MPEG2 TS流的适配，插入MIP包，发送给其下游的所有的DTT-H，DTT-H无需改动，按照其原有功能，通过地面广播发送给所有的移动用户。

对于组播业务，RNC根据加入某个组播组的移动用户数目，即某个节目的用户数目，来选择分发网络是采用NodeB或是DTT-H。如果用户数目少于移动运营商所设置的阈值，则采用点到点的NodeB方式；如果用户数目超过移动运营商所设置的阈值，则采用点到多点的DTT-H的方式。

由DTT-H转发的数据，如果移动终端接收不正确或丢失时，可以通过NodeB要求RNC重传，这时，RNC采用点到点的NodeB方式进行重传。

本实施例的方案由于采用在改进RNC上完成对节目的同步，如果部署在大城市中，多个RNC之间很难达到节目的同步，隶属于不同RNC的用户可能就会接收到在时间上不同步的节目，因此，本方案适合于只有一个RNC的中小城市的移动运营商。

基于本实施例的系统的实现移动多媒体广播组播的方法的流程与实施例一中的流程类似，不同在于，实施例一中节目的适配和条件接收在MPMB-SC中完成，而本实施例则是在改进RNC中完成。

实施例一及实施例二阐述了本发明实现移动多媒体广播组播的不同系统结构以及方法流程，在本发明中，也对该系统的安全体系进行了设计与实现。

本发明的安全体系结构包括网络接入安全、网络域安全、用户域安全、应用域安全和可见性及可配置性。其中，接入安全包括用户的认证，无线链路的加密等，网络级安全则主要包括数据在网络传输过程中的机密性和完整性的保护，一般用IPsec机制实现。

对于丢失数据的重传和视频点播(VOD)等点到点的业务，安全性由UMTS的安全体系结构保证；对于广播组播业务，则主要由移动运营商通过条件接收的方式来保证。

地面广播可采用两种方式实现条件接收：一种是基于IP的条件接收系统(IP-CAS)，所有的CAS相关信息都在IP数据中，并可以支持时间分片技术，确保节省功耗。地面广播标准不须支持CAS和接收机间的双向传送，IP-CAS的只须支持广播环境即可。另一种方式是采用DVB通用加扰算法的条件接收系统(DVB-CAS)，此时在针对移动终端的地面广播组播系统中传送CAS信息将面临一些问题。由于DVB-CAS使用授权控制信息(ECM)传送解扰密钥，因此ECM不能进行时间分片，另外DVB-CAS还使用EMM，用于传送授权管理信息，由于EMM的时间间隔是随机的，终端必须一直工作以确保不会丢失EMM，并且直接使用DVB-CAS将影响网络漫游业务。

为保证DVB-CAS的使用，针对移动终端的地面广播组播系统可以做出如下改动：为确保解扰工作的进行，接收机必须完成ECM接收，系统通过ECM重复率描述符(ECM_repetition_rate_descriptor)标识ECM最小重复周期。如果终端在开始接收业务数据前至少完成了一个ECM最小周期接收，则至少能收到一个ECM，从而获取解扰密钥。通常解扰密钥的有效时间为10s，为此接收机必须确保在业务数据到达前10s完成解扰密钥接收。EMM将采用时间片方式传送。首先将EMM封装为IP数据报形式，封装后EMM-IP数据的时间分片方式与其他的IP数据相同，并采用MPE-FEC以减少数据丢失。从接收终端的角度来看，载有EMM的IP数据是一个附加业务，它是必须被接收的，恢复出的EMM-IP数据将被传送到DVB-CAS特定的模块对EMM信息处理。

通过上述方式处理后，DVB-CAS不会对用户漫游造成任何影响。

本发明采用基于TS流的DVB-CAS条件接收方式，对基于改进RNC的方案，在RNC处对节目进行复用时，完成TS流的加扰功能，对基于MPMB-SC的方案，则在MPMB-SC处对节目进行复用时，完成TS流的加扰功能以实现地面广播的安全性。

Claims (16)

1、一种实现移动多媒体广播组播的系统，包括节目源、视频服务器、GPRS支持节点、地面数字电视发射机及至少一个移动终端，节目源或视频服务器提供的多媒体广播组播节目经GPRS支持节点及地面数字电视发射机发送给至少一个移动终端，其特征在于，该系统中还包括：

适配装置，用于将来自所述节目源或视频服务器的广播或组播多媒体节目进行传输流的适配，并发送给地面数字电视发射机。

2、根据权利要求1所述的实现移动多媒体广播组播的系统，其特征在于，所述适配装置为：

改进无线网络控制器，用于接收来自所述GPRS支持节点的多媒体广播组播节目，对所述节目进行传输流适配并发送给连接所述无线网络控制器的地面数字电视发射机。

3、根据权利要求2所述的实现移动多媒体广播组播的系统，其特征在于，所述改进无线网络控制器进一步包括：

交换模块，用于将所述广播数据分发到各个业务模块；

时钟模块，通过接收卫星的时钟信号，完成对所述交换模块的时钟同步；

资源管理模块，用于完成对所述交换模块的空口资源的管理；

维护模块，用于将所述交换模块中的故障信息发送给客户端；

一个或一个以上业务模块，用于将所述广播数据封装，并发送到所述地面数字电视发射机，其中包括地面广播适配模块。

4、根据权利要求3所述的实现移动多媒体广播组播的系统，其特征在于，所述改进无线网络控制器通过光传输接口与所述地面数字电视发射机相连。

5、根据权利要求3或4所述的实现移动多媒体广播组播的系统，其特征在于，所述地面广播适配模块具体包括：

IPoA模块，用于完成ATM协议的处理；

数据接收/适配/发送模块，用于对接收的数据进行适配，并发送给所述地面数字电视发射机；

隧道管理模块，用于建立隧道并维护隧道的状态；

路径维护模块，用于维护隧道中的多个路径的路径信息；

操作维护模块，用于收集硬件故障及配置管理信息，并上报给操作管理中心。

6、根据权利要求1所述的实现移动多媒体广播组播的系统，其特征在于，所述适配装置为：

多媒体广播组播业务中心，用于接收节目源或视频服务器提供的多媒体广播组播节目，对所接收的多媒体广播组播节目进行传输流适配及条件接收并发送给所述GPRS支持节点。

7、一种实现移动多媒体广播组播的方法，其特征在于，与节目源相连的移动网络接收到广播或组播节目后执行以下步骤：

对接收到的多媒体广播组播节目的传输流进行适配，并根据接收所述多媒体广播组播节目的用户数确定采用广播或组播方式，将经过适配的多媒体节目通过地面数字电视发射机发送给移动终端。

8、根据权利要求7所述的实现移动多媒体广播组播的方法，其特征在于，所述将多媒体广播组播节目发送给移动终端进一步包括：

步骤a、移动网络判断所述多媒体广播组播节目为广播节目还是组播节目，如果为广播节目，则执行步骤b；为组播节目，执行步骤c；

步骤b、所述移动网络对所述多媒体广播节目按需要进行传输流的适配，并通过地面数字电视发射机进行广播，结束本流程；

步骤c、所述移动网络判断所述多媒体组播节目的用户数是否超过设定阈值，如果是，则执行步骤b；否则执行步骤d；

步骤d、所述移动网络针对所述多媒体组播节目的用户进行单播，结束本流程。

9、根据权利要求8所述的实现移动多媒体广播组播的方法，其特征在于，步骤b中所述对多媒体广播节目进行适配及广播进一步包括：

步骤b1、多媒体广播组播业务中心对所述多媒体广播节目进行IP承载，并按需要进行传输流的适配，通过隧道经分组核心网传输到无线网络控制器；

步骤b2、所述无线网络控制器对IP数据流进行过滤，恢复成所述多媒体广播节目的MPEG2传输流，然后发送给地面数字电视发射机；

步骤b3、所述地面数字电视发射机通过地面广播空口，将所述多媒体广播节目的MPEG2传输流广播给移动终端。

10、根据权利要求9所述的实现移动多媒体广播组播的方法，其特征在于，步骤b1中所述对多媒体广播节目的适配具体包括：

对包含多媒体广播节目的广播组播IP数据进行封装，映射成MPEG2传输流，插入节目信息及兆帧标识包。

11、根据权利要求9或10所述的实现移动多媒体广播组播的方法，其特征在于，所述步骤b1中还包括以下步骤：

所述多媒体广播组播业务中心针对适配后的多媒体广播节目产生码字，对所述节目加扰，并由鉴权中心对所述码字进行加密处理，产生的授权控制信息及授权管理信息与加扰后的所述节目进行复用。

12、根据权利要求8所述的实现移动多媒体广播组播的方法，其特征在于，步骤d中所述对节目进行单播具体包括：

步骤d1、多媒体广播组播业务中心对单播的多媒体节目进行IP承载，通过隧道经分组核心网络传输到无线网络控制器；

步骤d2、所述无线网络控制器对IP数据流进行分组数据汇集协议映射处理后，发送给对应小区，由该小区通过移动空口发送到对应的移动终端。

13、根据权利要求8所述的实现移动多媒体广播组播的方法，其特征在于，步骤b中所述对多媒体广播节目进行适配及广播具体执行以下步骤：

步骤b1′、所述多媒体广播节目通过专用IP通道传送到GPRS网关支持节点，所述GPRS网关支持节点通过GPRS服务支持节点将所述多媒体广播节目转发到改进无线网络控制器上；

步骤b2′、所述改进无线网络控制器对IP数据流进行过滤，并按需要进行MPEG2传输流的适配，然后发送给地面数字电视发射机；

步骤b3′、所述地面数字电视发射机通过地面广播空口，将所述多媒体广播节目的MPEG2传输流广播给移动终端。

14、根据权利要求13所述的实现移动多媒体广播组播的方法，其特征在于，步骤b2′中所述对多媒体广播节目的适配具体执行以下步骤：

对包含多媒体广播节目的广播组播IP数据进行封装，映射成MPEG2传输流，插入节目信息及兆帧标识包。

15、根据权利要求13或14所述的实现移动多媒体广播组播的方法，其特征在于，所述步骤b2′中还包括以下步骤：

所述改进无线网络控制器针对适配后的多媒体广播节目产生码字，对所述节目加扰，并对所述码字进行加密处理，产生的授权控制信息及授权管理信息与加扰后的所述节目进行复用。

16、根据权利要求13所述的实现移动多媒体广播组播的方法，其特征在于，步骤d中所述对节目进行单播具体执行以下步骤：

步骤d1′、单播的多媒体节目通过专用IP通道传送到GPRS网关支持节点，所述GPRS网关支持节点通过GPRS服务支持节点将所述多媒体节目转发到改进无线网络控制器上；

步骤d2′、所述无线网络控制器对IP数据流进行分组数据汇集协议映射处理后，发送给对应小区，由该小区通过移动空口发送到对应的移动终端。

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