CN101052203A - 多媒体广播组播业务的实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种多媒体广播组播业务的实现方法，为解决当UE(用户设备)在SFN网络中接收MBMS业务时如何与LTE网络保持联系等问题，本发明中，用户设备在SFN网络中接收多媒体广播组播业务的过程中，通过采用压缩模式、或通过调度单元的数据调度，在相邻两个帧之间的传输间隙或是一个帧内的传输间隙内获得空闲的传输间隔时隙；然后，用户设备可根据需要在相应的传输间隔时隙切换到LTE网络(或其他网络)中，以进行测量、登记、或响应寻呼。其中，用户设备可根据测量结果，在传输间隔时隙切换到LTE网络进行小区重选或位置区更新。在收到呼叫时，用户设备可在传输间隔时隙切换到LTE网络去发送拒绝接收的消息或进行相应业务的接收。
Description
技术领域
本发明涉及无线网络中的多媒体广播、组播技术，更具体地说，涉及一种多媒体广播组播业务的实现方法。
背景技术
组播和广播是一种从一个数据源向多个目标传送数据的技术。在传统移动通信网络中，小区组播业务或广播业务(CBS，即Cell Broadcast Service)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，此种业务属于消息类业务。
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，随着因特网(Internet)的迅猛发展，大量移动多媒体业务涌现出来。其中一些移动多媒体业务要求多个用户能同时接收相同数据，例如视频点播、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业务相比，具有数据量大、持续时间长、时延敏感等特点。目前的网际协议(IP)组播和广播技术只适用于有线IP通信网络，不适用于移动通信网络，因为移动通信网络具有特定的网络结构、功能实体和无线接口，这些都与有线通信IP网络不同。
为了有效地利用移动通信网络资源，第三代移动通信全球标准化组织(3GPP)提出了移动通信网络的MBMS(Multimedia Broadcast MulticastService，即多媒体广播组播业务)，从而在移动通信网络中提供由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提出的MBMS不仅能实现纯文本低速率的消息类组播和广播，而且还能实现高速多媒体业务的组播和广播，这无疑顺应了未来移动数据发展的趋势。
图1为支持广播/组播业务的无线网络结构示意图，如图1所示，现有3GPP中，支持广播/组播业务的无线网络实体为广播/组播业务服务器(BM-SC)101，BM-SC 101通过Gmb接口或Gi接口与关口GPRS支持节点(GGSN，Gateway GPRSSupport Node)102相连，一个BM-SC 101可与多个GGSN 102相连；GGSN 102通过Gn/Gp接口与服务GPRS支持节点(SGSN，Serving GPRS Support Node)103相连，一个GGSN 102可与多个SGSN 103相连；SGSN 103可通过Iu接口与通用移动通信***(UMTS)陆地无线接入网(UTRAN)104相连，然后UTRAN104通过Uu接口与UE(用户设备)106相连，SGSN 103也可通过Iu/Gb接口与全球移动通信***增强无线接入网(GERAN)105相连，然后GERAN 105通过Um接口与UE 107相连。其中，GGSN和SGSN属于无线网络中核心网(CN)内的节点。
从图1给出的网络结构可以看出，为了支持MBMS业务，在第三代移动通信***中增加了移动网功能实体--广播/组播业务服务器，即BM-SC，它是内容提供者的入口，用于授权和在移动网中发起MBMS业务，并按照预定时间计划传送MBMS内容。此外，在UE、UTRAN、GERAN、SGSN、GGSN等功能实体上增加了与MBMS相关的功能。
MBMS包括组播模式和广播模式，其中组播模式需要用户签约相应的组播组，进行业务激活，并产生相应的计费信息。由于组播模式和广播模式在业务需求上存在不同，导致各自的业务流程也不同，图2为MBMS组播模式的业务流程示意图，图3为MBMS广播模式的业务流程示意图。
从图2中可以看出，MBMS组播业务涉及的处理过程包括：签约(Subscription)、服务宣告(Service announcement)、用户加入(Joining)、会话开始(Session Start)、MBMS通知(MBMS notification)、数据传送(Datatransfer)、会话结束(Session Stop)和用户退出(Leaving)。其中，签约过程用来建立用户与业务提供者之间的关系，让用户预先订阅所需的MBMS服务；服务宣告过程用于由BM-SC宣告当前能提供的服务，即通知用户MBMS业务的相关信息；用户加入过程即MBMS业务激活过程，UE在加入过程中，通知网络自身愿意成为当前组播组的成员，接收对应MBMS业务的数据，该加入过程会在网络和加入组播组的UE中创建记录UE信息的MBMS UE上下文；会话开始过程中，BM-SC准备好数据传输，通知网络建立相应核心网和接入网的承载资源；MBMS通知过程用于由RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)通知UE MBMS组播会话即将开始；在数据传送过程中，BM-SC通过会话开始过程中建立的承载资源将数据传输给UE，MBMS业务在UTRAN和UE间传输时有两种模式：点对多点(PTM)模式和点对点(PTP)模式，PTM模式通过MBMS点到多点业务信道(MTCH)发送相同的数据，所有加入组播业务或对广播业务感兴趣的UE都可以接收，PTP模式通过DTCH逻辑信道发送数据，只有相应的一个UE可以收到；会话结束过程用于将会话开始过程建立的承载资源释放；用户退出过程使组内的订户离开组播组，即用户不再接收组播数据，该过程会将相应MBMS UE上下文删除。
如图3所示，MBMS广播业务涉及的处理过程与MBMS组播业务类似，只是在会话开始之前，不需要执行签约过程和用户加入过程，并且，在会话结束之后，不需要执行用户退出过程。
目前，MBMS***是3GPP Release 6版本的一个重要属性，MBMS业务是通过现有的传输信道和物理信道来承载的，使用现有的频率和带宽等。MBMS业务的提供可分为三个阶段(phase)：
第一阶段是会话开始之前的时段，在此阶段，网络不提供任何MBMS业务，用户可能在不断尝试读取MBMS通知信息，此阶段中，用户可以在任何时间加入任何业务。
第二阶段是UTRAN从核心网接收到会话开始(Session Start)到UTRAN为该业务建立无线承载(RB)为止。在此阶段UTRAN会通知用户接收MBMS业务以及对MBMS业务执行计数(counting)过程，以便决定承载类型。UE在此阶段可以响应counting，接收MCCH控制信道以获取相关控制信息。
第三个阶段是MBMS最为重要的阶段，在此阶段，用户开始接收MBMS业务，直至UTRAN从核心网获得会话停止(Session Stop)。
在上述过程中，UTRAN是通过MBMS控制信道(MCCH)向UE发送MBMS控制信息的。由于现在的R6MBMS是与WCDMA***使用同一个载波频段(简称载频)，因此，MCCH信道上控制信息的传输是通过现有3G网络的载波频段进行的，即UE不存在选择载波频段接收MBMS控制信息的问题。
由于MBMS***涉及到的业务类型相当多，从背景业务(比如软件下载)，到实时业务(比如视频浏览等)。随着业务提供商(SP)的逐渐增多，业务数目会不断增大。而目前MBMS是现有WCDMA***的增强，它使用了现有WCDMA的资源，即使用了现有的传输信道和物理信道。其后果在于MBMS占用了大量的现有无线资源。这样影响就存在于两方面：一是现有的业务会受到极大的影响；二是MBMS可同时提供的业务类型受到了极大地限制。
现在的MBMS业务主要是在WCDMA、CDMA2000、UTRA TDD或TD-SCDMA等通信***中以及其后续各种演进网络中实现。这些***实现MBMS业务的时候，***的频段资源分配的时候主要是采用上下行资源对称分配的。也就是说，如果下行分配多少频段资源，意味着上行也要分配同样的资源。然而，大部分MBMS业务都是一些数据类业务，占用的上、下行资源是不对称的，特别是对于一些MBMS业务来说，如手机电视业务，根本就不使用上行资源，视频点播业务占用的上行资源也远小于下行资源。那么如果利用现有的3G***或LTE***来实现MBMS业务造成了上行资源的巨大浪费。
为解决现有的利用3G***或者其长期演进(LTE，即Long Term Evolution)***来实现MBMS业务造成的上行资源的巨大浪费，提出了利用由单频网(Single Frequency Network，SFN)来承载MBMS业务的方案。利用单独分配的下行载波与现有对称的上下行载波三者之间的协调配合，形成一个新的单载波广播组播***。单独分配承载MBMS业务的***中，单独的MBMS载频可以承载更多的MBMS业务，对于运营商而言，充分、有效、合理的利用无线资源，可以获得的利益远远大于单独频谱付出的代价，而且，更有利于今后的通信发展，使基于手机的MBMS业务如手机电视等成为主流。单频网的频段资源是一段固定的频段资源，它只有下行资源，没有任何上行资源，而且MBMS业务数据的下发主要是采用广播的形式。引入单频网可以避免由于上行资源利用率不高所造成的***资源的巨大浪费，便于***的资源有效利用。
因此引入新的载波频段承载MBMS业务，并与原有的MBMS载波协调工作将是一个解决空口对MBMS业务容量限制的好方法。
本发明中的LTE网络，是UE正常工作时所处的网络，在此网络下可以进行通话等业务，而在SFN网络下只能进行MBMS业务的接收。当UE不接收MBMS业务时，它在LTE网络中，只有需要进行MBMS业务接收时，UE才会进入SFN网。现有技术中，当UE到LTE网络中登记时，就无法再接收SFN网络的信号，从而会导致视频流中断。
发明内容
本发明要解决现有技术的上述缺陷，以确保当用户设备在SFN网络中接收MBMS业务时仍可与LTE网络保持正常联系。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种多媒体广播组播业务的实现方法，其中，用户设备在SFN网络中接收多媒体广播组播业务，在所述接收多媒体广播组播业务的过程中，根据需要获得空闲的传输间隔时隙；所述用户设备根据需要，在相应的传输间隔时隙切换到SFN网络之外的第二网络中进行测量、登记、或响应寻呼。
本发明中可在相邻两个帧之间的传输间隙或是一个帧内的传输间隙内获得空闲的传输间隔时隙；具体可通过采用压缩模式来获得所述传输间隔时隙，或通过调度单元的数据调度来获得所述传输间隔时隙，或通过其他方法来获得所述传输间隔时隙。
本发明中，所述用户设备按预定周期、或因预定事情之触发，而从SFN网络切换到所述第二网络进行所述测量。
本发明中，如果测量的结果显示所述用户设备需进行小区重选，则所述用户设备在相应的传输间隔时隙，切换到第二网络进行小区重选。如果所述测量的结果显示所述用户设备需进行位置区更新，则所述用户设备在相应的传输间隔时隙切换到第二网络进行位置区更新。
本发明中，如果所述用户设备在SFN网络中发生了小区重选或位置区更新，则所述用户设备在相应的传输间隔时隙切换到第二网络以向其通知用户设备的SFN网络小区信息。
本发明中，当所述第二网络中有一个针对所述用户设备的寻呼时，所述第二网络会根据所述用户设备在SFN网络中的***信息，通过SFN网络向所述用户设备发送消息；所述用户设备可根据该消息中所携带的***信息，在相应的传输间隔时隙切换到所述第二网络，以响应该寻呼消息。此时，如果所述用户设备要拒绝接收该寻呼，则在相应的传输间隔时隙切换到所述第二网络发送一个拒绝接收的消息，然后返回SFN网络继续接收多媒体广播组播业务；如果所述用户设备要接收该寻呼，则在相应的传输间隔时隙切换到所述第二网络中进行相应业务的接收；如果所述用户设备不希望响应该寻呼消息，则保留在所述SFN网络中不进行任何动作。
本发明中，由网络侧根据用户设备正在接收的频道、节目或一定的概率等分组方法分批对用户设备进行上述的测量、登记或响应寻呼。
本发明中，所述第二网络可以是LTE网络、WCDMA接入网、GSM/GPRS接入网、或其它接入网。
由上述方案可知，采用了本发明的技术方案后，当用户设备在SFN网络中接收多媒体广播组播业务时，可在LTE网络(或其他网络)中进行测量、登记或响应寻呼等。而且，当LTE网络(或其他网络)中发起一个针对该UE的呼叫或寻呼时，网络能够根据该用户设备目前所处的位置和小区，将寻呼通知信息在SFN网络中发送给该用户设备，用户设备可根据需要进行相应的响应。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是支持广播/组播业务的无线网络的结构示意图；
图2是MBMS组播模式的业务流程示意图；
图3是MBMS广播模式的业务流程示意图；
图4是通过压缩方式获得传输间隔时隙的示意图；
图5是本发明一个优选实施例中按预定周期进行测量的流程图。
具体实施方式
由背景技术部分的内容可知，当UE从LTE网络中切换到SFN网络中、或直接到SFN网络中接收MBMS业务时，由于SFN网络的频段与LTE网络的频段是不同的，而单接收机的UE不能同时接收两个网络的信息，所以它与LTE网络的联系将会中断。
而本发明中，当UE在SFN网络中接收MBMS业务时，可在传输间隔之间的空闲时间(两个帧之间或是一个帧内的传输间隙)切换到LTE网络的频段上，进行测量、登记、或响应寻呼。这种传输间隔时隙可通过采用压缩模式的方法(如加快数据传输速率、加大瞬时发送功率等方法)，或是调度单元的数据调度，或者是或其它方法来实现。
以压缩模式为例，在FDD(Frequency Division Duplex，频分双工)下，UE需进行异频测量或异***测量，由于一套收发信机只能同时工作在一组收发频率上，若要对其它频率的信号进行测量，其接收机需停止工作，以将频率切换到目标频率进行测量，为了保证信号的正常发送，需采用压缩模式，将原来信号在剩余发送时间内发送。在***之间需要切换时，UTRAN 104指示UE以压缩模式操作，这种方法通过关闭传输10ms帧的一部分来创建间隔，为UE进行测量、登记或响应寻呼留出时间。通过降低扩频系数，从数据中去掉多个比特(击穿)，或使用高级调度为用户业务分配更少的时隙，可以实现压缩模式操作。如图4所示，在压缩的帧中，传输间隔时隙200的长度(定义为Nfirst到Nlast个时隙)不用于数据传输。在压缩的帧中将提高瞬时发送功率，以在处理增益降低期间保持质量(BER，FER等)。其中，提高的功率值取决于降低传输时间使用的方法。较高的协议层决定着压缩模式中使用的帧数。压缩的帧可以设置为定期发生，也可以设置成按需发生。压缩的帧的速率和类型可以变化，取决于环境和测量要求。可以为上行路径和下行路径及为UE支持的每种模式、无线接入技术和频段定义不同的压缩模式信号。在典型应用中，在压缩模式下，上行数据速率提高一倍(使用一半的帧)，而下行数据速率由更高的协议层设置为两倍以上。
实施例1：本发明的一个优选实施例中，UE与SFN网络及LTE网络之间的关系如下：
当UE在SFN网络中接收MBMS业务时，可通过采用压缩模式或调度单元的数据调度，获得传输间隔时隙。如图5所示，本实施例中是按预定的周期获得传输间隔时隙。
UE可在该传输间隔时隙切换到LTE网络进行测量，如图5所示，本实施例中，是按预定的周期进行测量，其触发的时间和周期由网络侧决定；具体实施时，也可不按预定周期，而由特定的事件来触发，例如为了完成某一预定操作，才通过调度获得相应的传输间隔时隙，然后在获得的这个传输间隔时隙切换到LTE网络来完成相应的操作。例如，网络侧可以根据UE正在接收的频道、节目或一定的概率等分组方法，分批对UE进行测量、登记等的操作。
实施例2：如果UE处于移动中，且移出了原先在LTE网络里登记的小区，则UE经过上述的测量显示UE需要发起小区重选，此时，UE在相应的传输间隔时隙切换到LTE网络进行小区重选，具体可在本传输间隔时隙，或在下一传输间隔时隙来完成小区重选操作。
实施例3：如果UE处于移动中，且移出了原先在LTE网络里登记的位置区，则上述测量的结果会显示UE需要发起位置区更新，此时，UE会在相应的传输间隔时隙切换到LTE网络进行位置区更新。
实施例4：由于UE多数时间是在SFN网络中接收MBMS业务，如果UE处于移动中，那它在SFN网络中也会发生位置区更新或小区重选，此时，UE会在相应的传输间隔时隙切换到LTE网络，并向LTE网络通知它在SFN网络的新小区信息。
实施例5：当UE在SFN网络中接收MBMS业务时，如在LTE网络中有一个针对该UE的寻呼，则LTE网络会根据UE在SFN网络中的***信息，在SFN网络中发送消息给该UE；UE收到该消息后，
(1)如果要拒绝接收该寻呼，则可在相应的传输间隔时隙切换到LTE网络，发送一个拒绝接收的消息，然后返回SFN网络继续进行MBMS业务的接收；
(2)如果决定在LTE网络中接收该寻呼，则可在相应的传输间隔时隙切换到LTE网络中进行业务的接收；
(3)如果不希望响应该寻呼消息，则可保留在SFN网络中不进行任何动作。
由上述实施例可知，本发明中，当UE在SFN网络中接收MBMS业务的同时，可在传输间隔时隙切换到LTE网络中进行测量、登记或响应寻呼等。这样，当LTE网络中发起一个针对该UE的呼叫或寻呼时，网络能够根据该UE目前所处的位置和小区，将寻呼通知信息在SFN网络中发送给该UE。
本发明中的第二网络以LTE网络为例，在实际的应用中，此第二网络也可以是除LTE网络以外的其它网络，如GSM网络、GPRS网络等。
Claims (10)
1、一种多媒体广播组播业务的实现方法，其中，用户设备在SFN网络中接收多媒体广播组播业务，其特征在于，
在所述接收多媒体广播组播业务的过程中，根据需要获得空闲的传输间隔时隙；
所述用户设备根据需要，在相应的传输间隔时隙切换到SFN网络之外的第二网络中进行测量、登记、或响应寻呼。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中是在相邻两个帧之间的传输间隙或是一个帧内的传输间隙内获得空闲的传输间隔时隙的。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户设备按预定周期、或因预定事情之触发，而从SFN网络切换到所述第二网络进行所述测量。
4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果测量的结果显示所述用户设备需进行小区重选，则所述用户设备在相应的传输间隔时隙，切换到第二网络进行小区重选。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述测量的结果显示所述用户设备需进行位置区更新，则所述用户设备在相应的传输间隔时隙切换到第二网络进行位置区更新。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果所述用户设备在SFN网络中发生了小区重选或位置区更新，则所述用户设备在相应的传输间隔时隙切换到第二网络以向其通知用户设备的SFN网络小区信息。
7、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第二网络中有一个针对所述用户设备的寻呼时，所述第二网络会根据所述用户设备在SFN网络中的***信息，通过SFN网络向所述用户设备发送消息；所述用户设备可根据该消息中所携带的***信息，在相应的传输间隔时隙切换到所述第二网络，以响应该寻呼消息。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述用户设备在SFN网络中收到该寻呼消息时，
如果所述用户设备要拒绝接收该寻呼，则在相应的传输间隔时隙切换到所述第二网络发送一个拒绝接收的消息，然后返回SFN网络继续接收多媒体广播组播业务；
如果所述用户设备要接收该寻呼，则在相应的传输间隔时隙切换到所述第二网络中进行相应业务的接收；
如果所述用户设备不希望响应该寻呼消息，则保留在所述SFN网络中不进行任何动作。
9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，由网络侧根据用户设备正在接收的频道、节目或一定的概率等分组方法分批对用户设备进行上述的测量、登记或响应寻呼。
10、根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二网络是LTE网络、WCDMA接入网、或GSM/GPRS接入网。
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