CN100387071C - 一种通过空中接口实现多媒体广播多播业务的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种通过空中接口实现多媒体广播多播业务的方法，该方法首先设置包括RLC、MAC和PHY的空中接口用户面结构，基于该空中接口用户面结构，RNC在将多媒体广播数据发送给UE时，首先通过多媒体业务数据中继将SGSN发送来的多媒体广播数据复制到多媒体广播多播业务区包含的每个小区所对应的所有RLC；RLC处理多媒体广播数据，并通过CTCH将其发送给MAC，MAC处理收到的多媒体广播数据，并将处理后的多媒体广播数据发送给Node B，Node B通过空中接口将收到的多媒体广播数据发送出去；UE接收Node B通过空中接口发送的多媒体广播数据。本发明解决了目前不能通过现有逻辑信道广播多媒体广播数据的问题。本发明所提供的方案实现了通过现有逻辑信道广播多媒体广播数据。

Description

一种通过空中接口实现多媒体广播多播业务的方法
技术领域
本发明涉及多媒体广播多播(MBMS)业务技术领域，更确切地说是涉及一种通过空中接口实现多媒体广播多播业务的方法。
背景技术
第三代移动通讯的广播业务包括小区广播业务(CBS)和MBMS。随着多媒体技术的发展，在业务内容上包括视频、音频、图片及文字等信息的MBMS越来越多地被用户关注。
这两种广播业务都要求通用移动通信***的地面无线接入网(UTRAN)和用户设备(UE)之间使用单点到多点的业务承载，其中，UTRAN包括无线网络控制器(RNC)和基站(Node B)。对于目前的CBS来说，CBS的应用层分别位于小区广播中心(CBC)和UE，小区广播业务数据需要通过Iu-BC接口以及空中接口(Uu)进行传输。具体来说，参见图1，CBC与UTRAN中的RNC通过业务区广播协议(SABP)消息进行通讯，即CBC中的小区广播业务数据通过SABP消息从Iu-BC接口发送到RNC，RNC中的广播多播控制(BMC)从收到的SABP消息获得小区广播业务数据以及相关的信息，将这些信息组装为BMC消息，并以一定的周期通过公共业务信道(CTCH)在Uu重复广播该BMC消息。BMC只有再次从CBC收到SABP消息时，才停止重复广播原有的BMC消息，并对新收到的SABP消息进行处理。
在图1所示的协议栈中，CBC与RNC之间没有专门用于承载小区广播业务数据的用户面，需要BMC通过SABP消息传递小区广播业务数据，这种消息通讯机制的实时性较差，只适合传递短消息，而不适合传递如流业务等实时性要求较高的业务。且SABP消息最大只能携带长度为1230字节的小区广播业务数据，不适合传递信息量很大的多媒体业务。另外，小区广播业务的空口用户面结构中包括了用于组装并广播BMC消息的BMC实体，由于BMC消息的长度有限，而且BMC中诸如存储、重发等机制会引入相当的时延，不能满足高实时性业务的要求，因此，包含BMC实体的CBS用户面结构不能满足流业务特征的多媒体广播多播业务的速率与实时性的要求。所以说，针对CBS的用户面结构及协议栈不适合用于广播视频、音频等流业务特征的多媒体消息。
为实现多媒体广播，目前业界提出了用于发送多媒体消息的多媒体广播用户面结构，该结构如图2所示，多媒体广播多播业务的应用层分别分布在广播多播业务中心(BM-SC)及UE中，网关通用分组无线服务(GPRS)支持节点(GGSN)、业务GPRS支持节点(SGSN)和UTRAN等位于BM-SC和UE之间，这些实体完成多媒体广播多播业务数据的透明转发。其中，多媒体广播多播业务空口用户面结构由图3所示的MTCH协议结构确定。
MBMS协议为多媒体广播多播业务专门定义了两个逻辑信道：MBMS控制信道(MCCH)和MBMS业务信道(MTCH)，其中，MCCH用于承载MTCH的配置信息及与业务相关的控制信息，MTCH则用于承载广播业务数据。MCCH的配置信息由广播控制信道(BCCH)承载。MTCH的协议结构具体包括分组数据控制协议(PDCP)、RLC、MAC及PHY等子层，该协议结构参见图3。
图3中的PDCP主要用于完成MBMS业务的头压缩/解压缩功能，在UTRAN侧，每个MBMS小区组的MBMS业务对应一个PDCP；在UE侧，每个MBMS业务对应一个PDCP实体。UTRAN侧的PDCP还要将处理得到的PDCP协议数据单元复制到该小区组中所有小区的RLC实体。对于RLC来说，在UTRAN侧，每个小区的每个MBMS业务对应一个RLC实体；在UE侧，每个MBMS业务也对应一个RLC实体。对于MAC来说，在UTRAN侧，每个小区对应一个MAC实体；在UE侧，每个UE则对应一个MAC实体。
基于图3所示的MTCH协议结构，在通过空口广播多媒体广播数据时，也即UTRAN通过空口将BM-SC依次经GGSN、SGSN发送来的多媒体广播数据广播到UE时，其中的多媒体数据中继首先将SGSN发送来的多媒体广播数据转发给自身的PDCP，PDCP对收到的数据进行头压缩处理，并将处理后的数据复制到小区组中所有小区的RLC实体。RLC和MAC等实体在对该数据进行处理后，将该数据发送给位于Node B的物理层(PHY)，由Node B通过该PHY将该数据发送出去。UE在接收数据时，首先由UE中的PHY接收Node B通过空口发送出来的数据，并依次交付给MAC、RLC、PDCP等上层协议实体处理，与RNC中PDCP进行的头压缩处理对应，UE中的PDCP需要对收到的数据进行解压缩处理。
如上所述，在MTCH协议结构中设置PDCP的一个作用就是对PDCP数据包的IP头进行压缩，以减小PDCP包的长度。这样虽然可以节省一些传输资源，但增加了数据处理的复杂度与处理时延。而且该方案需要UE侧也支持PDCP，以对收到的数据包进行解压缩，这样就增加了UE侧的实现复杂度。
另外，由于MAC协议定义的MAC c/sh不支持MTCH，因此需要在原有MAC c/sh的基础上增加支持MTCH的MAC-m。这样，MTCH的协议结构就同时包括了PDCP和MAC-m，而这个协议结构与现有的所有逻辑信道结构都不同，因此无法使用现有的逻辑信道实现MTCH的功能，必须在现有的逻辑信道结构中同时引入PDCP和MAC-m。另外，MTCH的配置信息需要通过MCCH进行配置，因此还需要在现有的Uu结构中引入MCCH，同时还要在BCCH中增加MCCH的配置信息，才能实现多媒体广播多播业务，这样，就要对现有的Uu结构作较大的改动。
也就是说，MBMS协议定义的MTCH以及MCCH基于现有的空中接口结构无法实现，而且现阶段MBMS协议尚未成熟，比较不完备，根据目前的MBMS协议实现多媒体广播多播业务的难度较大，需要对现有结构作较多的改动。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种通过空中接口实现多媒体广播多播业务的方法，以通过现有的逻辑信道实现多媒体广播。
为达到以上目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种通过空中接口实现多媒体广播多播业务的方法，广播多播业务中心BM-SC中的多媒体广播数据依次通过网关通用分组无线服务支持节点GGSN、业务通用分组无线服务支持节点SGSN和无线网络控制器RNC进行处理，并由RNC通过空中接口发送给用户设备UE，该方法包括：设置包括无线链路控制RLC、媒体访问控制MAC和物理层PHY的空中接口用户面结构；
基于该空中接口用户面结构，所述RNC通过空中接口将多媒体广播数据发送给UE包括以下步骤：
a.RNC通过多媒体业务数据中继将SGSN发送来的多媒体广播数据复制到多媒体广播多播业务区包含的每个小区所对应的所有RLC；
b.RLC处理收到的多媒体广播数据，并通过CTCH将处理后的多媒体广播数据发送给MAC，MAC对收到的多媒体广播数据进行处理，并将处理后的多媒体广播数据发送给基站Node B，Node B通过空中接口将收到的多媒体广播数据发送出去；
c.UE接收Node B通过空中接口发送的多媒体广播数据。
所述设置包括RLC、MAC和PHY的空中接口用户面结构为：在空中接口用户面结构的UE侧设置RLC、MAC及PHY，在RNC侧设置RLC和MAC，在Node B侧设置PHY。
所述步骤b中，所述MAC将处理后的多媒体广播数据发送给Node B为：MAC将处理后的多媒体广播数据发送给位于Node B的PHY；
步骤c中，所述UE接收Node B发送来的广播数据为：UE通过自身的PHY接收Node B发送的广播数据。
所述步骤c之后进一步包括：UE依次通过自身的MAC和RLC对收到的多媒体广播数据进行处理。
该方法可以进一步包括：将GGSN与SGSN之间的接口设置为通用分组无线服务隧道协议GTP隧道承载。
该方法还可以进一步包括：将SGSN与RNC之间的接口设置为GTP隧道承载。
本发明方案通过提供基于CTCH的多媒体广播空口用户面结构，使在实现多媒体广播多播业务的同时，不需要定义新的逻辑信道，降低了在现有RNC-UE***实现多媒体广播多播业务的难度，并减小了实现多媒体广播多播业务对现有RNC-UE***结构的更改。
另外，本发明提供的多媒体广播多播业务空口用户面结构中没有现有小区广播业务的空口用户面结构中的BMC实体，因此不会受到BMC消息长度以及BMC调度功能的限制，因而不会影响流业务特征的多媒体广播多播业务的速率与实时性。
本发明通过设置将多媒体广播数据复制到多媒体广播多播业务区包含的每个小区所对应的所有RLC的多媒体业务数据中继，使得不增加PDCP也能实现广播数据的复制。
附图说明
图1为现有小区广播业务协议栈的示意图；
图2为现有MBMS协议规定的多媒体广播用户面结构示意图；
图3为现有MBMS协议规定的多媒体广播空口用户面协议结构示意图；
图4为本发明提供的多媒体广播空口用户面协议结构示意图；
图5为本发明提供的多媒体广播用户面结构示意图；
图6为本发明中发送和接收多媒体广播数据的流程图。
具体实施方式
本发明方案主要是预先设置一个基于CTCH、且不包含PDCP的空口用户面结构，并将该空口用户面结构设置在多媒体广播用户面结构中。
所设置的空口用户面结构参见图4，为便于对数据的处理，该结构在UE侧只包含RLC、MAC及PHY三个协议实体，在RNC侧只包含RLC和MAC两个协议实体，Node B侧仍然只有PHY。不论是UE侧，还是RNC侧都没有包含PDCP，PDCP复制数据的功能由RNC中的多媒体业务数据中继实现。也就是说，不需要在空口用户面结构中增加PDCP，但是需要RNC中的多媒体业务数据中继将多媒体业务数据透明复制到多媒体广播多播业务区包含的每个小区所对应的RLC。
由于现有的MAC协议所定义的MAC c/sh支持CTCH，且CTCH满足广播业务单点到多点发送的要求，因此无须像MTCH协议结构那样定义新的MAC-m，可以直接由RLC通过CTCH将广播数据发送给MAC。并且CTCH的配置信息是通过BCCH承载，因此无须像MTCH协议结构那样定义新的逻辑控制信道。
基于上述设置的空口用户面结构，多媒体广播的用户面结构参见图5，UE中包含RLC、MAC和PHY，UTRAN的RNC中包含RLC和MAC，UTRAN的Node B中则包含PHY。
基于图5所示的用户面结构的多媒体广播数据传输流程如图6所示，对应以下步骤：
步骤601、在通过Uu广播多媒体广播多播业务数据时，UTRAN首先通过多媒体业务数据中继对来自SGSN的广播数据进行复制，并将复制后的广播数据转发给多媒体广播多播业务区包含的每个小区所对应的所有RLC。
步骤602、RLC对该多媒体广播数据进行处理，之后通过CTCH发送给MAC。
步骤603、MAC对收到的多媒体广播数据进行处理，并将处理后的多媒体广播数据发送给位于Node B的PHY。
步骤604、Node B通过空口将收到的多媒体广播数据发送出去。
步骤605～606、UE通过自身的PHY接收Node B发送的多媒体广播数据，并将其依次发送给自身的MAC、RLC等上层协议实体进行处理。
通过上述发送与接收过程，即可完成多媒体广播数据在空口的广播过程。
为保证高速流业务的承载要求，还可以对位于BM-SC与UE之间的实体的接口进行设置，比如，把GGSN与SGSN之间的Gn接口以及SGSN与RNC之间的Iu接口都设置为GPRS隧道协议(GTP)隧道承载，以满足高速流业务的承载要求。
以上所述仅为本发明方案的较佳实施例，并不用以限定本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种通过空中接口实现多媒体广播多播业务的方法，广播多播业务中心BM-SC中的多媒体广播数据依次通过网关通用分组无线服务支持节点GGSN、业务通用分组无线服务支持节点SGSN和无线网络控制器RNC进行处理，并由RNC通过空中接口发送给用户设备UE，其特征在于该方法包括：设置包括无线链路控制RLC、媒体访问控制MAC和物理层PHY的空中接口用户面结构；
基于该空中接口用户面结构，所述RNC通过空中接口将多媒体广播数据发送给UE包括以下步骤：
a.RNC通过多媒体业务数据中继将SGSN发送来的多媒体广播数据复制到多媒体广播多播业务区包含的每个小区所对应的所有RLC；
b.RLC处理收到的多媒体广播数据，并通过公共业务信道CTCH将处理后的多媒体广播数据发送给MAC，MAC对收到的多媒体广播数据进行处理，并将处理后的多媒体广播数据发送给基站Node B，Node B通过空中接口将收到的多媒体广播数据发送出去；
c.UE接收Node B通过空中接口发送的多媒体广播数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设置包括RLC、MAC和PHY的空中接口用户面结构为：在空中接口用户面结构的UE侧设置RLC、MAC及PHY，在RNC侧设置RLC和MAC，在Node B侧设置PHY。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤b中，所述MAC将处理后的多媒体广播数据发送给Node B为：MAC将处理后的多媒体广播数据发送给位于Node B的PHY；
步骤c中，所述UE接收Node B发送来的广播数据为：UE通过自身的PHY接收Node B发送的广播数据。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述步骤c之后进一步包括：UE依次通过自身的MAC和RLC对收到的多媒体广播数据进行处理。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：将GGSN与SGSN之间的接口设置为通用分组无线服务隧道协议GTP隧道承载。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：将SGSN与RNC之间的接口设置为GTP隧道承载。
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