CN101098175A - 演进多媒体广播组播业务的发送、接收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种演进多媒体广播组播业务的发送、接收方法，在发送时，将需要传送的多媒体广播组播业务分解为基本层等级数据和增强层等级数据；对基本层等级数据和增强层等级数据分别采用不同的多入多出MIMO技术发送；在控制信道上传输基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息。在接收时，终端获取基站发送的基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息；并根据自己的能力只接收并解调基本层等级数据或同时接收并解调基本层等级数据和增强层等级数据。利用本发明，可以在各种单一频率网络拓扑结构下，使不同能力的终端都能够有效地接收到演进多媒体广播组播业务。

Description

演进多媒体广播组播业务的发送、接收方法

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种演进多媒体广播组播业务的发送、接收方法。

背景技术

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。

为了有效地利用移动通信网络资源，3GPP(第三代移动通信全球标准化组织)提出了移动通信网络的MBMS(多媒体广播组播服务)业务，从而在移动通信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的利用率。3GPP提出的MBMS不仅包括纯文本低速率的消息类组播和广播，而且还包括高速多媒体业务的组播和广播。

3GPP在LTE(Long Term Evolution，长期演进)针对E-MBMS(演进多媒体广播组播服务)业务中，利用MIMO(Multiple Input，Multiple Output)传输技术来实现广播数据的传输目前正在讨论中。潜在的可行的参选方案有发送分集的MIMO方案、空间复用的MIMO方案、和混合发送分集和空间复用的MIMO方案。其中，

1.发送分集的MIMO方案主要针对的是采用2×1的天线配置，即基站发送使用两个天线，终端接收使用一个天线。发送端送往两个天线的数据流内容完全相同，利用各种空时编码方法来调整每个天线上数据流的传输次序；在接收终端由于只有一条接收链路，必须通过一定的信号处理将同时接收到的两个数据流透明化，也就是说最终相对于终端来说只看到一个数据流。现有的发送分集的方案主要有两种SFBC(空间频率块编码)和CDD(循环延时编码)。

2.空间复用的MIMO方案主要针对的是采用2×2的天线配置，即基站发送和终端接收均使用两个天线。发送端送往两个天线的数据流内容各不相同；终端由于存在两个天线，即有两条接收链路，通过一定的信号处理有能力将两个不同的数据流分别解调下来。目前的空间复用方式从每条数据流的内容上来说有单码字和多码字的复用方式；从空间摆放次序上主要又分为HBLAST(水平分层的空时结构)、VBLAST(垂直分层的空时结构)和DBLAST(对角线分层的空时结构)。

3.混合发送分集和空间复用的MIMO方案主要针对的是采用4×2的天线配置，即基站发送有四个天线，终端接收有两个天线。发送端将四个天线分为两组，每组两个天线。组间采用空间复用的MIMO技术，组内采用发送分集的MIMO技术；终端接收的处理方法分别对应于1和2的处理方法。

从3GPP E-MBMS的演进趋势来看，SFN(single frequency network，单一频率网络)将会是一种普遍采用的网络结构，即SFN网络中的所有基站在相同的时间利用相同的频率资源发送相同的MBMS业务，这样即使在小区边缘，用户也可以接收到来自不同基站的有用信号。终端不仅可以对接收到的所用有用信号进行能量合并，并且还可以获得来自于不同路径的分集增益，从而提高了整个SFN区域范围的MBMS业务的QoS(服务质量)。

上述三种MIMO方案对天线配置都有一定的要求，而且分别只是针对某些情况的网络部署和不同级别的终端：方案1主要针对的是在SFN网络比较稀疏的情况下，接收到不同路径的有用信号能量较弱，终端的对象主要是低端(一个接收天线和接收链路，处理能力较弱)；方案2和3主要针对的是在SFN网络比较密集的情况下，接收到不同路径的有用信号能量较强，终端的对象主要是高端(两个接收天线和接收链路，处理能力较强)，并且基站具备两个或是四个发送天线和发送链路。因此，这三种MIMO方案的应用都会受到一定程度的限制。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种演进多媒体广播组播业务的发送方法，以克服现有的E-MBMS发送技术受到终端能力及网络布署条件限制的缺点，在各种SFN网络拓扑结构下，保证MBMS业务的传输。

本发明的另一个目的是提供一种演进多媒体广播组播业务的接收方法，以使不同能力的终端都能够有效地接收到MBMS业务。

为此，本发明提供如下的技术方案：

一种演进多媒体广播组播业务的发送方法，所述方法包括步骤：

A、将多媒体广播组播业务分解为基本层等级数据和增强层等级数据；

B、对所述基本层等级数据和增强层等级数据分别采用不同的多入多出MIMO技术发送；

C、在控制信道上传输基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息。

所述步骤B包括：

对基本层等级数据采用发送分集的MIMO技术发送；

对增强层等级数据采用空间复用的MIMO技术发送。

所述步骤B进一步包括：

对基本层等级数据和增强层等级数据分别进行不同的预编码；

将预编码后的基本层等级数据和增强层等级数据映射到基站的各个发送天线上发送。

所述对基本层等级数据和增强层等级数据分别进行不同的预编码的步骤包括：

对基本层等级数据进行空间频率块编码SFBC、或循环延时编码CDD；

对增强层等级数据进行水平分层的空时结构HBLAST编码、或垂直分层的空时结构VBLAST编码、或对角线分层的空时结构DBLAST编码。

所述将预编码后的基本层等级数据和增强层等级数据映射到基站的各个发送天线上发送的步骤包括：

对编码后的基本层等级数据和增强层等级数据进行并串转换；

将转换后的编码数据在时域上串行映射到基站各发送天线上发送。

所述将预编码后的基本层等级数据和增强层等级数据映射到基站的各个发送天线上发送的步骤具体为：

将编码后的基本层等级数据和增强层等级数据在频域上并行映射到基站各发送天线上发送。

所述基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息包括：基本层等级数据和增强层等级数据在传输中占用的时频资源块的位置和传输的起始时间信息，和/或映射方式，和/或预编码方式，和/或采用的编码和调制方式。

将基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息和多媒体广播组播业务的业务导航开销在控制信道上一起传输。

一种演进多媒体广播组播业务的接收方法，所述方法包括步骤：

终端获取基站发送的基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息；

当终端只有一个接收天线时，根据所述指示信息只接收并解调基本层等级数据；

当终端有多个接收天线时，根据所述指示信息同时接收并解调基本层等级数据和增强层等级数据。

终端通过控制信道获取所述基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息。

所述方法进一步包括：

根据所述指示信息，使终端进行工作状态及休眠状态转换。

所述终端进行工作状态及休眠状态转换的步骤包括：

在基本层等级数据传输时，使终端处于工作状态；

在增强层等级数据传输时，使终端的射频部分和接收链路部分转入休眠状态。

由以上本发明提供的技术方案可以看出，本发明将待广播的一个MBMS业务按等级进行分解，将其分解为基本层等级数据和增强层等级数据，并对不同等级的MBMS数据采用不同的MIMO技术进行传输，为了使不同能力的终端都能够有效地接收到MBMS业务数据，同时在控制信道上传输基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息。从而在各种SFN网络拓扑结构，使各种能力的终端均能够有效地接收到MBMS业务数据，并使终端在接收MBMS业务时可以采用省电模式，节省了终端的电能消耗。本发明充分地采用了各种MIMO技术，有效地提高了MBMS业务的性能，并在保证基本的MBMS业务的同时改善了MBMS业务的覆盖范围，同时使运营商可以根据市场的变化，灵活地开展各种QoS等级的MBMS业务。

附图说明

图1是本发明演进多媒体广播组播业务的发送方法的一个实施例的实现流程图；

图2是本发明中对基本层等级数据采用SFBC编码方式进行预编码的原理示意图；

图3是本发明中对增强层等级数据采用水平分层的空时结构编码方式进行预编码的原理示意图；

图4是本发明中基本层和增强层的数据进行串行映射的流程图；

图5是本发明中基本层和增强层的数据进行并行映射的流程图；

图6是本发明演进多媒体广播组播业务的接收方法的一个实施例的实现流程图。

具体实施方式

本发明的核心是针对各种SFN网络拓扑结构及各种能力的终端有效地部署MBMS业务，为此，本发明将待广播的一个MBMS业务按等级进行分解，将其分解为基本层等级数据和增强层等级数据，并对不同等级的MBMS数据采用不同的MIMO技术进行传输，为了使不同能力的终端都能够有效地接收到MBMS业务数据，同时在控制信道上传输基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息。

基于这种发送方式，终端在接收MBMS业务数据时，首先要接收控制信道上传输的基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息，然后根据该指示信息，如果终端只有一个接收天线，则只接收并解调基本层等级数据；如果终端有两个及以上接收天线，则能够同时接收并解调基本层等级数据和增强层等级数据，从而保证不同能力的终端都能够接收到MBMS业务数据。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参照图1所示本发明演进多媒体广播组播业务的发送方法的实现流程，包括以下步骤：

步骤101：将多媒体广播组播业务分解为基本层等级数据和增强层等级数据。

基本层和增强层属于应用层的范畴，具体的分解可以有多种方案。而且这种业务数据的分解可以是在网络中的业务应用层进行，也就是说，传输到基站的数据是已经分解后的数据。

其中，基本层是指一个MBMS业务基本的数据部分；增强层是指一个MBMS业务增强的数据部分。例如，对一个手机电视来说，基本层是能够保证图像基本的清晰度或流畅度的MBMS数据部分，在接收到基本层数据的前提下，增强层可以进一步提高图像的清晰度或流畅度。

分解的原则是终端即使只接收到基本层的MBMS数据部分，通过解调和解码就可以获得原先的MBMS业务，只不过业务的QoS(服务质量)等级较低；而接收到基本层和增加层两部分的数据，就可以获得较高等级QoS业务。

例如，在TR 25.913(技术报告25.913)中要求E-UTRA(演进通用地面无线接入)MBMS至少要支持16个频道的手机电视节目，每个频道大约为300kbps；300kbps相当于每秒要传30帧左右的图像；一种简单的分解方案就是将一个300kbps的手机电视节目分解为两个15帧/秒的部分，当然也可以是在手机电视节目的应用层部分(节目源代码部分)进行分解。

步骤102：对基本层等级数据和增强层等级数据分别采用不同的多入多出MIMO技术发送。

为了保证基站发送天线对所传输数据的透明性，也就是在发送天线处不需要区分采用何种MIMO技术进行发送，本发明对基本层和增强层两个等级的MBMS数据分别进行预编码：对基本层等级的数据采用发送分集的MIMO方案，对增强层等级的数据采用空间复用的MIMO方案。其具体过程将在后面详细描述。

步骤103：在控制信道上传输基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息。

本技术领域人员知道，***传输MBMS业务时，通常是传输多路不同的MBMS业务，终端需要提前获知各种MBMS业务节目单、MBMS业务所占用的传输资源块的位置、MBMS业务传输的起始时间、MBMS业务的传输周期(传输间隔)、MBMS业务所使用的导频序列号以及MBMS业务传输时所使用的编码和调制方式等，这些信息通称业务导航开销。业务导航开销是半静态的，也就是说在某一段时间内是不变化的，因此传输的周期相对于MBMS业务的传输周期可以长一些。在演进MBMS***中，这些信息是在MBMS控制信道中传输的。

由于基本层和增强层的MBMS数据在时域中采用串行复接或在频域中采用并行复接方式映射到传输资源块中，因此，对于这两个等级的数据在传输过程中所占用的资源块位置等信息需要通知接收终端，以使终端能够根据自身能力准确接收到相应的数据。在本发明中，可以将这些信息随演进MBMS的业务导航开销一起在MCCH(MBMS控制信道)中传输。所传输的信息包括：基本层和增强层所占用的传输资源块的位置和传输的起始时间、和/或映射方式、和/或预编码方式，和/或每层所采用的编码和调制方式等。

将这些信息在MCCH上传输，可以使终端提前获知两个等级数据的位置信息。

当然，也可以采用其他方式来通知终端这些信息。例如，将这些信息伴随基本层业务一起传输给终端。

下面将对本发明中不同等级MBMS数据的传输过程进一步详细说明。

首先，需要对不同等级的MBMS数据进行不同的预编码。

对于基本层等级数据，可以采用SFBC或CDD编码方式或其它发送分集的编码方式。如图2所示，采用SFBC编码方式时，在有两个发送天线的基站，天线1发送MBMS的数据流[S2 S1]和针对天线1的小区公共导频，天线2发送SFBC编码的数据流[-S1^*S2^*](MBMS数据流的共轭编码)和针对天线2的小区公共导频。如果基站只有一个发送天线，可以任选一条MBMS数据流进行发送。通过这种信号处理方式，无论接收终端具备一套接收天线还是多套接收天线，都可以接收到来自SFN网络中多个基站并已在空间进行了合并的MBMS数据流，而且终端并不需要知道基站有几个发送天线。

对于增强层等级数据，可以采用水平分层的空时结构、垂直分层的空时结构、对角线分层的空时结构的编码方式或其它空间复用的编码方式。如图3所示，采用以水平分层的空时结构HBLAST编码方式时，增强层的MBMS数据流D经过串并变换，形成两条独立的数据流，然后分别经过调制编码和交织(可以采用不同的编码和调制)并与各自天线的导频信号一起送往各自的发送天线。而具备了两套以上接收链路的终端可以将增强层的数据流解调下来。

然后，将预编码后的基本层等级数据和增强层等级数据映射到基站的各个发送天线上发送。

可以采用串行的映射方式，这种串行的映射方式是在时域上进行的，也就是说，使基本层和增强层的数据分别在不同的时间片上独占全部的传输资源块。这种串行映射方式可以表示为图4所示：

步骤401：对增强层等级数据进行HBLAST编码，对基本层等级数据进行SFBC编码；

步骤402：对编码后的增强层等级数据和基本层等级数据进行并串变换；

步骤403：将变换后串行的数据流映射到不同时域上的传输资源块中；

步骤404：将映射后的传输资源块调制到不同的天线上发送。

采用这种串行映射方式，可以使终端采用省电模式接收MBMS业务，节省终端电能消耗。

另外，还可以采用并行的映射方式，这种并行的映射方式是在频域上进行的，也就是说，使基本层和增强层的数据分别占用全部传输资源块的一部分，然后在同一时间送往基站的各个发送天线上去。这种并行映射方式可以表示为图5所示：

步骤501：对增强层等级数据进行HBLAST编码，对基本层等级数据进行SFBC编码；

步骤502：将编码后的增强层等级数据和基本层等级数据映射到不同频域的传输资源块中；

步骤503：将映射后的传输资源块调制到不同的天线上发送。

可见，本发明对基本层和增强层的数据发送采用不同的MIMO技术：基本层采用发送分集MIMO方式，增强层采用空间复用MIMO方式，因此终端接收到基本层数据的SNR(接受信号噪声比)要高于增强层数据的SNR。也就是说，基本层数据比增强层数据具有更广的覆盖区域。进一步，本发明通过采用这种并行映射方式，一方面可以合理地调整各部分传输资源的发送功率，从而改善MBMS业务的覆盖范围；另一方面当终端的接收带宽小于***的传输带宽时，可以使终端仍然有能力灵活地接收基本层的MBMS业务。

比如，加大基本层数据的发送功率，可以进一步提高基本层数据的覆盖区域，当然同时增强层数据的覆盖区域会下降；或是加大增强层数据的发送功率，可以提高增强层数据的覆盖区域，甚至通过合理地分配两部分数据的功率资源，可以使得两部分数据具有相同的覆盖区域。

再比如，如果采用并行映射方式，传输MBMS业务的带宽为5Mhz。其中，2.5Mhz用于基本层，2.5Mhz用于增强层；当终端的接收带宽为2.5Mhz时，仍有能力将基本层部分的数据接收并解调下来，从而对小接收带宽的终端也能够保证基本的MBMS业务实现。

本发明并不局限于上述这两种映射方式，也可以根据应用需要，采用其他方式将基本层和增强层的数据映射到不同维度的传输资源单元上。

在本发明中，对于基本层和增强层两个等级数据块的传输，不仅可以采用相同的调制和编码速率方案，还可以采用不同的大小和不同的调制及编码速率方案。这样不仅可以有余地进一步提高演进MBMS业务传输的频谱效率，而且运营商也可以根据市场的需求和终端流行的变化，适当地调整两个等级数据块的大小和MCS(调制编码方案)，从而实现灵活地部署各种QoS等级的MBMS业务。比如，加大基本层数据块的大小可以提高低端用户接受MBMS业务的QoS；加大增强层数据的大小，由于增强层数据采用的空间复用的MIMO技术的频谱效率要优于基本层数据所采用的发送分集MIMO技术，因此可以提高整体MBMS业务传输的频谱效率，也就是说在单位资源块上可以传输更多的MBMS数据，这样可以提高高端用户接收MBMS业务的性能。通过调整MCS，可以改变MBMS业务传输的频谱效率、MBMS业务的覆盖范围和MBMS业务的QoS。比如，将调制方式由原来的4PSK(4相位键控调制)提高到16QAM(16状态正交幅度键控调制)，和/或将编码速率由原来的1/2提高到2/3，MBMS业务传输的频谱效率会提高，空占比会提高，但同时MBMS业务的覆盖范围会下降，MBMS业务的QoS会下降；反之如果降低MCS会得到相反的结论。调整MCS可以同时针对两层的数据，也可以只针对一层的数据。

参照图6所示本发明演进多媒体广播组播业务的接收方法的实现流程，包括以下步骤：

步骤601：终端获取基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息。

在前面对本发明演进多媒体广播组播业务的发送方法的描述中已提到，为了使不同能力的终端接收到相应的MBMS业务数据，需要将基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息在控制信道上传输，或者伴随基本层业务数据一起传输。因此，在终端接收MBMS数据时，首先需要从控制信道或其他业务信道上获取基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息。这些信息包括：基本层和增强层所占用的传输资源块的位置和传输的起始时间、和/或映射方式、和/或预编码方式，和/或每层所采用的编码和调制方式等。

步骤602：当终端只有一个接收天线时，根据所述指示信息只接收并解调基本层等级数据。

步骤603：当终端有多个接收天线时，根据所述指示信息同时接收并解调基本层等级数据和增强层等级数据。

根据上述指示信息，还可以使终端进行工作状态及休眠状态转换，从而节省各种终端的电能消耗。

比如，对于低端终端，通过所述指示信息，在基本层等级数据传输时，使终端处于工作状态，而在增强层等级数据传输时，使终端的射频部分和接受链路部分将转入休眠状态，从而获得较大的空占比来节省功耗；对于高端终端，同样可以利用所述指示信息，在终端电能较低的情况下或是出于节省开支的目的，选择切换到只接收基本层等级的数据流或是只订阅基本层等级的业务，从而也能够达到省电的目的。

虽然通过实施例描绘了本发明，本领域普通技术人员知道，本发明有许多变形和变化而不脱离本发明的精神，希望所附的权利要求包括这些变形和变化而不脱离本发明的精神。

Claims (12)

1、一种演进多媒体广播组播业务的发送方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

A、将需要传送的多媒体广播组播业务分解为基本层等级数据和增强层等级数据；

B、对所述基本层等级数据和增强层等级数据分别采用不同的多入多出MIMO技术发送；

C、在控制信道上传输基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B包括：

对基本层等级数据采用发送分集的MIMO技术发送；

对增强层等级数据采用空间复用的MIMO技术发送。

3、根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤B进一步包括：

对基本层等级数据和增强层等级数据分别进行不同的预编码；

将预编码后的基本层等级数据和增强层等级数据映射到基站的各个发送天线上发送。

4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对基本层等级数据和增强层等级数据分别进行不同的预编码的步骤包括：

对基本层等级数据进行空间频率块编码SFBC、或循环延时编码CDD；

对增强层等级数据进行水平分层的空时结构HBLAST编码、或垂直分层的空时结构VBLAST编码、或对角线分层的空时结构DBLAST编码。

5、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将预编码后的基本层等级数据和增强层等级数据映射到基站的各个发送天线上发送的步骤包括：

对编码后的基本层等级数据和增强层等级数据进行并串转换；

将转换后的编码数据在时域上串行映射到基站各发送天线上发送。

6、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述将预编码后的基本层等级数据和增强层等级数据映射到基站的各个发送天线上发送的步骤具体为：

将编码后的基本层等级数据和增强层等级数据在频域上并行映射到基站各发送天线上发送。

7、根据权利要求1或2或3所述的方法，其特征在于，所述基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息包括：基本层等级数据和增强层等级数据在传输中占用的时频资源块的位置和传输的起始时间信息，和/或映射方式，和/或预编码方式，和/或采用的编码和调制方式。

8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，

将基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息和多媒体广播组播业务的业务导航开销在控制信道上一起传输。

9、一种演进多媒体广播组播业务的接收方法，其特征在于，所述方法包括步骤：

终端获取基站发送的基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息；

当终端只有一个接收天线时，根据所述指示信息只接收并解调基本层等级数据；

当终端有多个接收天线时，根据所述指示信息同时接收并解调基本层等级数据和增强层等级数据。

10、根据权利要求9所述的方法，其特征在于，

终端通过控制信道获取所述基本层等级数据和增强层等级数据的指示信息。

11、根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

根据所述指示信息，使终端进行工作状态及休眠状态转换。

12、根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述终端进行工作状态及休眠状态转换的步骤包括：

在基本层等级数据传输时，使终端处于工作状态；

在增强层等级数据传输时，使终端的射频部分和接收链路部分转入休眠状态。

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