CN101064925B - WiMAX移动通信***中网络侧发起多播业务的方法 - Google Patents

WiMAX移动通信***中网络侧发起多播业务的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种在WiMAX移动通信***中，网络侧发起建立和释放多播业务连接的方法，其中发起建立方法包括如下步骤：移动用户台获取多播控制器的IP地址，并从多播控制器获得多播会话相关信息；多播控制器将所述多播会话相关信息发送给多播服务器；多播服务器将多播会话相关信息发送给多播服务区内的主BSC/PCF中；然后分别为主BSC/PCF和从BSC/PCF下的移动用户台分配无线资源；在提供多播业务时，将媒体流经多播内容服务器、多播服务器、主BSC/PCF、和/或从BSC/PCF送至移动用户台。本发明为WiMAX的多播服务使MSS可以获得多播业务、通过在一个MBSZone内划分出主BS和从BS来支持宏分集功能，可以较好地共享无线侧和网络侧的信道，节约资源。

Description

WiMAX移动通信***中网络侧发起多播业务的方法
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及在WiMAX移动通信***中网络侧发起建立和释放多播业务连接的方法。
背景技术
WiMAX(全球微波接入互操作论坛，Worldwide Interoperability for Microware Access Forum)，是一项宽带无线接入(Broadband Wireless Access，BWA)技术。WiMAX***现有的网络架构如图1所示，分为以下三层：
ASN(Access Service Network，接入服务网络)；
CSN(Connectivity Service Network，连接服务网络)；
ASP(Application Service Provider，应用服务提供商)网络/Internet。
ASN是为用户提供无线接入的一系列网络功能实体，包括BS(Base Station，基站)和ASN-GW(Access Service Network Gateway，接入服务网网关)。ASN的功能包括：
提供MSS(Mobile Subscriber Station，移动用户台)与BS之间的层2连接；代理转发AAA(Authentication，Authorization，and Accounting，鉴权、授权、计费服务器)消息到用户归属网络，用于鉴权、授权和计费；发现和选择合适的NSP(Network Service Provider，网络服务提供商)接入到WiMAX业务提供***；为用户的层3连接建立提供中继功能(如，IP地址分配)；对无线资源进行管理等。
CSN是为用户提供IP连接性的一系列网络功能实体。CSN的功能包括：
MSS的IP地址分配；Internet的接入；代理AAA()和归属AAA(Home AAA)功能；基于用户Profile的策略和控制；支持ASN-CSN隧道；用户计费和运营商之间的结算；支持漫游功能的Inter-CSN间隧道；支持Inter-ASN移动性等。
用户业务或应用的第三方提供者称为应用服务提供者ASP；应用服务提供者组建的网络称为ASP网络；Internet，即互联网。
多播流可以在一个多播区域(称之为MBS Zone)内进行广播，该MBS Zone内的用户注册后即可接收MBS Zone内的多播业务(Multicast Broadcast Service，多播广播服务)。当MSS在一个MBS Zone内从一个BS移动至另一个BS，则MSS不需要重新建立连接控制多播业务。
为了增强MSS的接收性能，需要支持宏分集(macro diversity)功能来保证在一组BS内的多播业务传输是同步的。
WiMAX目前的网络架构仅能给MSS提供单播服务，凭借分组域现有的技术还不能提供多播数据业务。WiMAX的空口规范仅提到了MBS业务和宏分集的概念，没有定义MBS业务和宏分集的实现方式。申请人已经提出了在WiMAX***中实现多播服务的***，但是目前还没有网络侧发起多播业务的方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种在WiMAX移动通信***中提供多播服务的方法，具体的说提供一种网络侧发起建立和释放多播业务连接的解决方法。
本发明提供了一种WiMAX移动通信***中网络侧发起多播业务连接的方法，包括如下步骤：
(1)移动用户台获取多播控制器的IP地址，并从多播控制器获得多播会话信息；
(2)多播控制器将所述多播会话信息发送给多播服务器；
(3)在多播服务器与多播内容服务器之间建立多播流通道；
(4)多播服务器将多播会话信息发送给多播服务区内的主BSC/PCF中；
(5)为主BSC/PCF下的移动用户台分配无线资源；
(6)建立主BSC/PCF与从BSC/PCF之间的R8隧道；
(7)为从BSC/PCF下的移动用户台分配无线资源；
(8)主BSC/PCF给多播服务器应答；
(9)主BSC/PCF向多播服务器发起多播注册请求，请求建立作为多播流的承载通道的R6隧道；
(10)多播服务器返回多播注册应答，建立多播流的承载通道R6；
(11)在提供多播业务时，将媒体流经多播内容服务器、多播服务器、主BSC/PCF、和/或从BSC/PCF送至移动用户台。
上述方法还包括网络侧发起释放多播业务连接的步骤：
(12)多播服务器向主BSC/PCF发送R6多播注册更新消息，请求多播业务连接的释放；
(13)主BSC/PCF接收释放请求、并向多播服务器返回R6多播注册响应；
(14)主BSC/PCF释放与移动用户台间的无线资源；
(15)主BSC/PCF向多播服务器发送带有要释放的流标识且lifetime＝0的R6多播注册请求；
(16)多播服务器释放该多播连接对应的信息，并返回R6多播注册应答至主BSC/PCF；
(17)释放主BSC/PCF和从BSC/PCF间的R8隧道；
(18)从BSC/PCF释放与移动用户台之间的无线资源。
本发明的技术和现有技术相比，为WiMAX的多播服务提供了建立和释放多播业务连接的方法，使MSS可以获得多播业务。该发明通过在一个MBSZone内划分出主BS和从BS来支持宏分集功能，可以较好地共享无线侧和网络侧的信道，节约资源。
附图说明
图1是WiMAX***现有的网络结构示意图；
图2是本发明所涉及的***的网络结构示意图；
图3是本发明所涉及的***中多播区域MBS Zone的示意图；
图4是本发明方法中网络侧发起建立多播服务连接的流程；
图5本发明方法中网络侧发起释放图4所建多播服务连接的流程；
具体实施方式
本发明提出了一种提供多播/广播服务的方法，应用到WiMAX***中，并描述了用户接入多播服务、传输多播流及释放多播连接的场景和流程。申请人在先提出的WiMAX***多播服务的网络参考模型如图2所示。
该模型主要有以下特点：
1.在ASN-GW中增加MBS服务器(MBS Server)功能，完成多播业务相关的控制和管理功能，如，MBS连接标识(MBS CID，MBS Connection IDentifier)分配、多播业务授权。MBS服务器管理对象是BSC/PCF(Base Station Controller/Packet Control Function，基站控制器/分组控制功能)，管理MBS Zone，不区分用户，只记录BS信息，BS维护MSS信息。
2.如图3所示，在一个MBS Zone内确定一个主BS，相应的BSC/PCF称为主BSC/PCF(Master BSC/PCF)，其它的BS作为从BS，相应的BSC/PCF称为从BSC/PCF(Slave BSC/PCF)。MBS Zone内的主BSC/PCF根据具体的实现策略不同，可以是固定的，也可以是灵活配置的。在主BSC/PCF中增加多播业务调度程序(MBS Scheduler)实体，完成宏分集下多播业务调度、组帧等功能。通过多播业务调度程序对MBS Zone内的多播业务数据进行集中调度，来保证MBS Zone内各BS下的多播数据的传输同步，即对于特定的多播流数据ASN-GW只发往主BSC/PCF，ASN-GW也只与主BSC/PCF建立R6隧道，从BSC/PCF只需要与ASN-GW进行R6信令交互，不需要建立R6隧道，主BSC/PCF通过R8隧道向从BSC/PCF提供多播流，保证MSS一个MBS Zone下移动时，收看的MBS节目不中断。
3.增加MBS内容提供商(MBS Content Provider)，即MBS内容的提供者或来源，可以由运营商提供。
4.增加MBS内容服务器(MBS Content Server)，为WiMAX***的接入用户提供多播内容服务。MBS内容服务器可以接收不同的MBS内容提供者提供的多播内容，并对它们进行合并和处理，然后通过ASN-GW转发给主BSC/PCF。
5.增加MBS控制器(MBS Controller)功能实体，辅助MSS获得可订阅的内容，并管理从MBS内容提供商到MBS内容服务器的内容传输；以及启动和停止MBS内容服务器的内容传输。
6.多播路由器(MR)，可选。如果MBS内容服务器和ASN-GW之间采用隧道传输，则可以省略MR。
7.在***原有的AAA，增加MBS业务的鉴权、授权和计费功能。
简单来讲，MBS业务流程包括以下基本步骤：
步骤1.MSS接入WiMAX网络成功；
步骤2.MSS获取MBS控制器的IP地址；
步骤3.MSS访问MBS控制器，请求多播服务的内容信息；
步骤4.多播承载路径的建立；
步骤5.传输多播媒体流；
步骤6.其他MSS加入建好的多播服务；
步骤7.多播承载路径的释放。
但是，根据业务流程的发起方不同，多播承载路径的建立和释放过程有所不同，本发明将对网侧发起建立和释放进行详尽的描述。
下面结合附图及具体实施例，对本发明的多播服务流程做进一步的详细描述，包括多播服务连接的建立流程，用户加入多播组的流程以及释放多播服务连接的流程。
如图4所示，描述的是网络侧发起建立MBS连接的流程。
在MBS服务提供商发布某项通知或广告片等情况下，需要网络侧发起MBS业务流程，此时由MBS服务器主动发起建立MBS连接。网络侧发起业务流程时，在该MBS业务对应的MBS Zone覆盖区域的所有小区都建立MBS业务连接。对于网络侧发起的业务，BS可以在MBS Zone内广播媒体流。用户不需要主动执行MBS注册，即可观看到节目内容。
具体流程如下：
401.MSS获取MBS控制器的IP地址，可以通过预先配置、短信下发或采用DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)流程等方式获取；
402.MSS从MBS控制器获得MBS会话信息，可以采用HTTP方式等；
403.节目开始之前，MBS控制器通过服务AAA把MBS会话信息发送给MBS服务器；
404.MBS服务器与MBS内容服务器之间建立多播流通道，MBS服务器可以采用隧道方式直接与MBS内容服务器建立承载通道，或者是使用IGMP协议加入到MR维护的与该MBS会话相关的多播组中；
405.MBS服务器把MBS会话信息发送给MBS Zone内的主BSC/PCF中；
406.为主BSC/PCF下的MSS分配无线资源；
407.建立主BSC/PCF与从BSC/PCF之间的R8隧道；
408.为从BSC/PCF下的MSS之间分配无线资源；
409.主BSC/PCF给MBS Server应答；
410.主BSC/PCF发起多播流的承载通道建立的注册请求，开始建立R6隧道；
411.主BSC/PCF收到注册应答后，多播流的承载通道建立完成；
412.当MBS内容提供商开始播放节目内容时，媒体流经由MBS内容服务器、MBS服务器、主BSC/PCF(或主BSC/PCF到从BSC/PCF)，最后送达MSS。
如图5所示，描述的是网络侧发起释放图4所建MBS连接的流程。
对于网络侧发起的业务，通常是网络侧发起承载通道的释放，如某MBS内容提供商不想再继续发布某项通知或节目播完时，由MBS服务器主动发起R6多播隧道的释放。具体释放流程如下：
501.MBS服务器向主BSC/PCF发送R6多播注册更新(R6 BC Registration Update)消息，发起该MBS会话对应的所有A10连接的释放；
502.主BSC/PCF返回R6多播注册响应(R6BC Registration Acknowledge)，告诉MBS服务器接受它发起的释放；
503.主BSC/PCF释放与MSS间的无线资源；
504.主BSC/PCF发起释放R6连接的请求，向MBS服务器发送R6多播注册请求(R6BC Registration Request)，携带要释放的流标识，且lifetime＝0；
505.MBS服务器释放该MBS连接对应的信息，然后返回R6多播注册应答(R6BC Registration Reply)，释放R6隧道完毕；
506.释放主BSC/PCF和从BSC/PCF间的R8隧道；
507.从BSC/PCF发起释放与MSS间的无线资源。
一种WiMAX移动通信***中移动用户台发起多播业务的方法，由主基站下的移动用户台发起多播业务，具体包括如下步骤：
(1)移动用户台获取多播控制器的IP地址，并从多播控制器获得多播会话信息；
(2)主基站下的移动用户台发起多播注册；
(3)主BSC/PCF确认拥有多播会话信息，且无需使用密钥鉴权；
(4)多播服务器向主BSC/PCF发送带有多播会话连接标识的R6多播业务响应；
(5)在多播服务器和多播内容服务器之间建立媒体流通道；
(6)确认主BSC/PCF与多播服务器间具有多播业务的承载通道；
(7)分配主BSC/PCF与移动用户台间的无线资源；
(8)建立主BSC/PCF和同一多播区域内所有从BSC/PCF间的R8隧道；
(9)主BSC/PCF向移动用户台返回接受多播注册的应答；
(10)在提供多播业务时，将媒体流经多播内容服务器、多播服务器、主BSC/PCF送至移动用户台。
一种WiMAX移动通信***中移动用户台发起多播业务的方法，由从基站下的移动用户台发起，具体包括如下步骤：
(1)移动用户台获取多播控制器的IP地址，并从多播控制器获得多播会话信息；
(2)从基站下的移动用户台发起多播注册；
(3)从BSC/PCF确认拥有多播会话信息，且无需使用密钥鉴权；
(4)多播服务器向从BSC/PCF发送带有多播会话连接标识的R6多播业务响应；
(5)在多播服务器和多播内容服务器之间建立媒体流通道；
(6)确认多播服务器与多播区域内的主BSC/PCF间具有多播业务的承载通道；
(7)建立主BSC/PCF和从BSC/PCF间的R8隧道；
(8)分配从BSC/PCF与移动用户台间的无线资源；
(9)从BSC/PCF向移动用户台返回接受多播注册的应答；
(10)在提供多播业务时，将媒体流经多播内容服务器、多播服务器、主BSC/PCF、从BSC/PCF送至移动用户台。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，目的是使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的，这里定义的一般原则可以被应用于其他实施例中而不使用创造能力。因此，本发明并不限于这里示出的实施例，而适用于符合这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

Claims (15)

1.一种WiMAX移动通信***中移动用户台发起多播业务的方法，其特征在于，由主基站下的移动用户台发起多播业务，具体包括如下步骤：
(1)移动用户台获取多播控制器的IP地址，并从多播控制器获得多播会话信息；
(2)主基站下的移动用户台发起多播注册；
(3)主BSC/PCF确认拥有多播会话信息，且无需使用密钥鉴权；
(4)多播服务器向主BSC/PCF发送带有多播会话连接标识的R6多播业务响应；
(5)在多播服务器和多播内容服务器之间建立媒体流通道；
(6)确认主BSC/PCF与多播服务器间具有多播业务的承载通道；
(7)分配主BSC/PCF与移动用户台间的无线资源；
(8)建立主BSC/PCF和同一多播区域内所有从BSC/PCF间的R8隧道；
(9)主BSC/PCF向移动用户台返回接受多播注册的应答；
(10)在提供多播业务时，将媒体流经多播内容服务器、多播服务器、主BSC/PCF送至移动用户台。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步还包括由主基站下的移动用户台发起的释放多播业务连接的步骤：
(11)主BSC/PCF收到其下的最后一个移动用户台发起的退出多播业务连接请求后，向多播服务器发送多播业务释放请求消息；
(12)多播服务器删除所维护的相应多播信息，并返回对多播业务释放请求的响应；
(13)多播服务器确认该主BSC/PCF是多播区域内最后一个接收多播业务的BSC/PCF后，发起与主BSC/PCF的R6隧道的释放，并向主BSC/PCF发送R6多播注册更新消息；
(14)主BSC/PCF向多播服务器返回R6多播注册应答；
(15)释放主BSC/PCF和移动用户台间的无线资源；
(16)主BSC/PCF向多播服务器发送lifetime＝0的R6多播注册请求消息，请求释放多播业务的R6连接；
(17)多播服务器回收多播会话资源，并返回R6多播注册应答，释放多播会话对应的R6连接；
(18)主BSC/PCF发起释放与从BSC/PCF的R8隧道；
(19)释放该多播业务连接在从BSC/PCF下的无线资源；
(20)多播服务器在判断没有R6连接存在后，释放与多播内容服务器的媒体流通道。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中移动用户台是通过预先配置、或短信下发、或采用DHCP流程方式来获取多播控制器的IP地址的；
移动用户台是采用HTTP方式从多播控制器获得多播会话信息的。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述多播注册中带有用户标识、所请求的节目标识或、鉴权信息。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，主BSC/PCF在拥有多播会话信息且无需使用密钥鉴权的情况之外时，所述步骤(3)进一步包括：
(3-1)主BSC/PCF向多播服务器发送R6多播业务请求；
(3-2)多播服务器向服务AAA发送RADIUS接入请求；
(3-3)服务AAA确定用户具有接收所请求内容的权限后，向多播控制器转发所述RADIUS接入请求；
(3-4)多播控制器根据用户信息判定用户的注册请求合法后，向服务AAA返回RADIUS接入接受消息；
(3-5)服务AAA向多播服务器返回RADIUS接入接受消息。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中在多播服务器和多播内容服务器之间建立媒体流通道时，多播服务器采用隧道方式直接与多播内容服务器建立承载通道、或使用多播协议加入到由多播路由器维护的与该多播会话相关的多播组中来实现。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)包括：
如果主BSC/PCF已与多播服务器建立多播IP流的承载通道，则不再建立多播服务器与主BSC/PCF间的R6隧道；
如果主BSC/PCF与多播服务器间没有承载通道，则主BSC/PCF向多播服务器发送R6多播注册请求，多播服务器返回R6多播注册应答来完成承载通道的建立。
8.一种WiMAX移动通信***中移动用户台发起多播业务的方法，其特征在于，由从基站下的移动用户台发起，具体包括如下步骤：
(1)移动用户台获取多播控制器的IP地址，并从多播控制器获得多播会话信息；
(2)从基站下的移动用户台发起多播注册；
(3)从BSC/PCF确认拥有多播会话信息，且无需使用密钥鉴权；
(4)多播服务器向从BSC/PCF发送带有多播会话连接标识的R6多播业务响应；
(5)在多播服务器和多播内容服务器之间建立媒体流通道；
(6)确认多播服务器与多播区域内的主BSC/PCF间具有多播业务的承载通道；
(7)建立主BSC/PCF和从BSC/PCF间的R8隧道；
(8)分配从BSC/PCF与移动用户台间的无线资源；
(9)从BSC/PCF向移动用户台返回接受多播注册的应答；
(10)在提供多播业务时，将媒体流经多播内容服务器、多播服务器、主BSC/PCF、从BSC/PCF送至移动用户台。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，进一步还包括由从基站下的移动用户台发起的释放多播业务连接的步骤：
(11)从BSC/PCF收到其下的最后一个移动用户台发起的退出多播业务连接请求后，向多播服务器发送多播业务释放请求消息；
(12)多播服务器删除所维护的相应多播信息，并返回对多播业务释放请求的响应；
(13)多播服务器确认该从BSC/PCF是多播区域内最后一个接收多播业务的BSC/PCF后，发起与主BSC/PCF的R6隧道的释放，并向主BSC/PCF发送R6多播注册更新消息；
(14)主BSC/PCF向多播服务器返回R6多播注册应答；
(15)释放该多播业务连接在主BSC/PCF下的无线资源；
(16)主BSC/PCF向多播服务器发送lifetime＝0的R6多播注册请求消息，请求释放多播业务的R6连接；
(17)多播服务器回收多播会话资源，并返回R6多播注册应答，释放多播会话对应的R6连接；
(18)主BSC/PCF发起释放与从BSC/PCF的R8隧道；
(19)释放从BSC/PCF与移动用户台间的无线资源；
(20)多播服务器在判断没有R6连接存在后，释放与多播内容服务器的媒体流通道。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中移动用户台是通过预先配置、或短信下发、或采用DHCP流程方式来获取多播控制器的IP地址的；
移动用户台是采用HTTP方式从多播控制器获得多播会话信息的。
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述多播注册中带有用户标识、所请求的节目标识或、鉴权信息。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，从BSC/PCF在拥有多播会话信息且无需使用密钥鉴权的情况之外时，所述步骤(3)进一步包括：
(3-1)从BSC/PCF向多播服务器发送R6多播业务请求；
(3-2)多播服务器向服务AAA发送RADIUS接入请求；
(3-3)服务AAA确定用户具有接收所请求内容的权限后，向多播控制器转发所述RADIUS接入请求；
(3-4)多播控制器根据用户信息判定用户的注册请求合法后，向服务AAA返回RADIUS接入接受消息；
(3-5)服务AAA向多播服务器返回RADIUS接入接受消息。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中在多播服务器和多播内容服务器之间建立媒体流通道时，多播服务器采用隧道方式直接与多播内容服务器建立承载通道、或使用多播协议加入到由多播路由器维护的与该多播会话相关的多播组中来实现。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述步骤(6)包括：
如果多播服务器已与主BSC/PCF建立多播IP流的承载通道，则不再建立多播服务器与主BSC/PCF间的R6隧道；
如果多播服务器与主BSC/PCF间没有承载通道，则多播服务器向主BSC/PCF发送多播业务指示消息，主BSC/PCF响应该多播业务指示消息后向多播服务器发送R6多播注册请求，多播服务器返回R6多播注册应答后来完成多播承载通道的建立。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述步骤(7)包括：
建立移动用户台所属的从BSC/PCF与主BSC/PCF间的R8隧道；
建立其它从BSC/PCF与主BSC/PCF间的R8隧道。
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