CN101272522B - 单频网络传输多媒体广播/组播业务的方法、***及基站 - Google Patents

单频网络传输多媒体广播/组播业务的方法、***及基站 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种单频网络传输多媒体广播/组播业务的方法、***及基站，所述方法包括：无线网络控制器将广播/组播业务数据发送给目标小区或扇区的基站，并为所述小区或扇区分配相同的时频资源、扰码和中间码以传输所述广播/组播业务数据，将分配的资源信息及码组信息下发给目标小区或扇区的基站和终端，所述基站对待发送的广播/组播业务突发信号进行随机相位旋转处理，利用无线网络控制器分配的时频资源将处理后得到的信号发送给终端；所述***包括无线网络控制器、基站和终端；所述基站包括相位处理模块和信号发送模块。本发明解决了现有单频网络中传输多媒体广播/组播业务时出现的信号深衰落现象的问题。

Description

单频网络传输多媒体广播/组播业务的方法、***及基站
技术领域
本发明涉及移动通信领域，尤其涉及传输广播/组播业务的方法、***及基站。
背景技术
随着移动通信和Internet网络的迅速发展，大量移动多媒体业务涌现出来，其中一些应用业务，如视频点播、电视广播、视频会议、网上教育、互动游戏等等，需要多个用户同时接收相同的数据。这些移动多媒体业务和一般数据业务相比，具有数据量大、持续时间长的特点。为了有效地利用移动网络资源，全球标准化组织3GPP提出MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service，多媒体广播/组播业务)。MBMS是指由一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，实现了包括移动核心网和接入网的网络资源共享，尤其是空口资源的共享。MBMS与现有移动网络中的CBS(Cell Broadcast Service，小区广播业务)有所不同，CBS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，是一种基于消息的业务，而3GPP定义的MBMS不仅能实现纯文本低速率的消息类组播和广播，而且能实现高速率的多媒体业务组播和广播，例如手机电视等业务。
但在原有的Rel6版本所定义的***中，MBMS频谱效率较低，通常只有0.2～0.02bit/Hz/s；因此在LTE(Long Term Evolution，长期演进)项目中，3GPP开始了对E-MBMS(Enhanced Multimedia Broadcast/Multicast Service，增强型广播/组播业务)的研究，并引入了现有的工业地面广播标准(DVB-H、MediaFLO等)中的SFN(Single Frequency Network，单频网络)技术。即在SFN网络中的所有小区或扇区在相同的时间，利用完全相同的物理资源(时间、频率、码道、扰码和中间码(midamble))发送完全相同的MBMS，这样即使在小区或扇区边缘，用户也可以接收到来自不同小区或扇区的有用信号，终端可以对接收到的所有有用信号直接在空口进行能量合并。从而提高了整个SFN区域范围的MBMS的QoS(Quality of Service，服务质量)。
请参阅图1，该图为一种SFN的网络结构拓扑图，下面基于图1中的SFN网络结构(每个蜂窝小区由三扇区组成，三扇区的基站共站址)举例说明目前在3GPP的E-MBMS中，SFN技术的实现方式：
为图1所示SFN中的所有扇区统一分配完全相同的广播/组播业务所使用的时间资源、频率资源、扰码和中间码(midamble)，SFN中的所有UE(UserEquipment，用户设备)也将使用所述时间资源、频率资源、扰码和中间码(midamble)来接收该广播/组播业务，也就是说对UE来说，只要是来自SFN中的扇区信号落入到UE多径接收机的窗口内，UE就可以对所有落入到接收窗内的信号直接进行能量合并，从而大大提高了广播/组播业务的接收性能。
下面举例说明现有技术中一种在SFN中传输多媒体广播/组播业务的实现过程：
当在多个小区或扇区中传输广播/组播业务时，RNC(Radio NetworkController，无线网络控制器)为多个小区或扇区统一分配广播/组播业务资源，并指定该广播/组播业务使用的扰码和中间码(midamble)(与现有扰码和中间码(midamble)不同的码)，通过信令告知各Node B和UE；各小区或扇区的Node B使用这些特定码来形成广播/组播业务突发，并在相同的时频资源上进行传输；UE在相应资源位置接收到多个小区或扇区同时传输的相同突发，之后采用指定的midamble码进行信道估计，以及指定的扰码对数据进行解扰，就可解出所要的广播/组播业务数据。
主要步骤如下：
步骤1、网络侧发起一个广播/组播业务，通过信令通知RNC，RNC判断该广播/组播业务在哪些小区或扇区中进行传输。
步骤2、RNC为这些小区或扇区统一分配广播/组播业务资源，为了方便实现宏分集，可以分配相同的时频资源(相同的频点、时隙和码道)，并指定该广播/组播业务所使用的扰码和midamble码。
这里指定的扰码和midamble码是与非广播/组播业务采用不同的扰码和midamble码。
可以预先为广播/组播业务设置一组与现有扰码和midamble码相关性较好的扰码和midamble码，专门用于广播/组播业务的扰码和midamble码，形成一个广播/组播业务码组表，保存在RNC、UE和NodeB中，RNC在为某个广播/组播业务分配资源时，选定其中一对码并将相应的码组标识通知NodeB和UE，这样可以减少信令负荷。
步骤3、NodeB传输该广播/组播业务时，使用指定的扰码、midamble码和相应的数据组成广播业务突发，在RNC所分配的资源上进行发送。
步骤4、UE根据RNC发送的资源分配信息，在相应的资源上进行接收，UE将接收到多个小区或扇区发送下来的信号，对接收到的所有有用信号直接在空口进行叠加，并根据指定的midamble码进行信道估计，获得多个小区或扇区到UE的总的信道估计结果，之后根据此信道估计结果对数据进行解扩，解扩后使用指定的扰码进行解扰，就获得了需要的广播/组播业务数据。
通过上述步骤可知，RNC只需在分配资源时指定广播/组播业务突发所使用的扰码和midamble码，并通知NodeB和UE，NodeB和UE根据指定的扰码和midamble进行广播/组播业务数据的发送和接收，即可简单的实现多媒体广播/组播业务的传输，从而提高了UE接收广播/组播业务的信号质量，并扩大了广播/组播业务的覆盖范围。另外，由于广播/组播业务一般在热点小区或扇区进行发送，而热点小区或扇区半径一般都较小，因此UE接收到的多路来自不同小区或扇区的信号之间的时间差不会太大，这样对UE的物理层处理要求不是太高。
上述现有技术对传统的MBMS业务的传输有了极大的改善，但是仍旧存在着一些没有解决的缺陷，对于从多个小区或扇区接收的信号叠加产生的深衰落现象，即由于在两个小区或扇区发送相同的信号，如果信号到达终端接收机的时间相同并且相位是完全反向的，接收信号质量会出现非常恶劣的恶化的现象，并没有予以解决。这种现象在静态环境，低速环境及位于相同站址上的两个相邻扇区边缘显得尤为突出。
发明内容
本发明提供一种单频网络传输多媒体广播/组播业务的方法、***及基站，用以解决现有技术在单频网络中传输多媒体广播/组播业务时，在静态环境，低速环境及位于同一站址上的相邻扇区边缘容易出现信号深衰落现象的问题。
本发明技术方案包括：
一种单频网络传输多媒体广播/组播业务的方法，包括步骤：
A、无线网络控制器将广播/组播业务数据发送给目标小区或扇区的基站，并为所述小区或扇区分配相同的时频资源、扰码和中间码以传输所述广播/组播业务数据，将分配的资源信息及码组信息下发给目标小区或扇区的基站和终端；
B、所述基站对待发送的广播/组播业务突发信号进行随机相位旋转处理，利用无线网络控制器分配的时频资源将处理后得到的信号发送给终端。
较佳的，所述步骤B后还包括步骤：
所述终端在所述时频资源上接收来自不同基站的广播/组播业务突发信号，利用所述分配的扰码和中间码对接收到信号进行信道估计、解扩和解扰处理，得到广播/组播业务数据。
较佳的，所述步骤A与步骤B之间还包括步骤：
所述基站利用所述分配的扰码对无线网络控制器下发的广播/组播业务数据进行扩频和加扰处理，使用处理后的数据和所述分配的中间码组成广播/组播业务突发信号。
较佳的，通过将基带形式或中频形式或射频形式的广播/组播业务突发复信号乘以cos(θ)+j*sin(θ)复信号，实现对广播/组播业务突发信号的随机相位旋转处理，其中θ为相位旋转因子，为0～2π间均匀分布的随机数或伪随机数。
较佳的，所述随机相位的变化周期为一个或若干个子帧，或者一个或若干个时隙。
较佳的，所述为同一终端服务的若干个小区或扇区采用的相位旋转因子序列不具有相关性。
一种单频网络传输多媒体广播/组播业务的***，包括：
无线网络控制器，用于将广播/组播业务数据发送给目标小区或扇区的基站，并为所述小区或扇区分配相同的时频资源、扰码和中间码以传输所述广播/组播业务数据，将分配的资源信息及码组信息下发给基站和终端；
基站，用于对待发送的广播/组播业务突发信号进行随机相位旋转处理，利用无线网络控制器分配的时频资源将处理后得到的信号发送给终端。
较佳的，还包括：
终端，用于在所述时频资源上接收来自不同基站的广播/组播业务突发信号，利用所述分配的扰码和中间码对接收到信号进行信道估计、解扩和解扰处理，得到广播/组播业务数据。
一种基站，包括：
相位处理模块，用于对待发送的广播/组播业务突发信号进行随机相位旋转处理；
信号发送模块，用于利用无线网络控制器分配的时频资源将处理后得到的信号发送给终端。
较佳的，还包括：
突发形成模块，用于利用所述分配的扰码对无线网络控制器下发的广播/组播业务数据进行扩频和加扰处理，使用处理后的数据和所述分配的中间码组成广播/组播业务突发信号。
本发明有益效果如下：
本发明技术方案中单频网络中不同小区或扇区的基站通过将发往终端的广播/组播业务突发信号进行随机相位旋转以改变突发信号的波形，从而解决现有技术中在单频网络中传输多媒体广播/组播业务时，在静态环境，低速环境及位于同一站址上的相邻扇区边缘，若来自两个基站的信号到达终端的时间相同且相位相反，会出现信号深衰落现象的问题，从而大大提高了这些环境下广播/组播业务的传输性能，同时改善了终端在这些环境下的接收机性能，本发明技术方案的实现简单易行，不需要额外花费任何硬件成本。
附图说明
图1为现有技术中一种SFN的网络结构拓扑图；
图2为本发明单频网络传输多媒体广播/组播业务的方法的流程图；
图3为本发明单频网络传输多媒体广播/组播业务的***的结构框图；
图4为本发明基站的结构框图。
具体实施方式
本发明的主要技术构思是通过由单频网络中不同小区或扇区的基站将发往终端的广播/组播业务突发信号进行随机相位旋转改变突发信号的波形，以解决现有技术中在单频网络中传输多媒体广播/组播业务时，在静态环境，低速环境及位于同一站址上的相邻扇区边缘，若来自两个基站的信号到达终端的时间相同且相位相反，则会出现信号深衰落现象的问题。
下面将结合附图对本发明的具体实现过程进行进一步详细的阐述。
请参阅图2，该图为本发明单频网络传输多媒体广播/组播业务的方法的流程图，其主要实现过程为：
步骤20、网络侧发起一个广播/组播业务，将该广播/组播业务数据发送给RNC，RNC确定该广播/组播业务数据的目标小区或扇区，即该广播/组播业务数据应在哪些小区或扇区中进行传输。
步骤21、RNC为广播/组播业务的目标小区或扇区分配相同的时频资源、扰码和中间码(midamble)，将分配的时频资源信息及码组信息下发给目标小区或扇区的NodeB和UE，并将广播/组播业务数据发送给目标小区或扇区的NodeB。
RNC为广播/组播业务分配的扰码和中间码(midamble)是与非广播/组播业务采用不同的扰码和中间码(midamble)。
为减少信令负荷，RNC可以预先为广播/组播业务设置一组与现有扰码和中间码(midamble)相关性较好的扰码和中间码(midamble)，专门用于广播/组播业务的扰码和中间码(midamble)，形成一个广播/组播业务码组表，保存在RNC、UE和NodeB中，RNC在为某个广播/组播业务分配资源时，选定其中一对扰码和中间码(midamble)并将相应的码组标识通知NodeB和UE，从而可以减少信令负荷。
步骤22、NodeB利用所述分配的扰码对RNC下发的广播/组播业务数据进行扩频和加扰处理，使用处理后的数据和所述分配的中间码(midamble)组成广播/组播业务突发信号。
步骤23、NodeB对待发送的广播/组播业务突发信号进行随机相位旋转处理，利用RNC分配的时频资源将处理后得到的信号发送给终端。
NodeB对待发送的广播/组播业务突发信号进行随机相位旋转处理的方式有以下三种，下面分别予以说明：
第一种方式为：将基带信号形式的广播/组播业务突发复信号与cos(θ)+j*sin(θ)复信号相乘，其中θ相位旋转因子，为0～2π间均匀分布的随机数或伪随机数，对于同一发射机使用多个载波的网络，各载波可以分别加相同或不同的相位旋转因子。
第二种方式为：将中频信号形式的广播/组播业务突发复信号与cos(θ)+j*sin(θ)复信号相乘，其中θ相位旋转因子，为0～2π间均匀分布的随机数或伪随机数，对于同一发射机使用多个载波的网络，各载波可以分别加相同或不同的相位旋转因子。
第三种方式为：将射频信号形式的广播/组播业务突发复信号与cos(θ)+j*sin(θ)复信号相乘，其中θ相位旋转因子，为0～2π间均匀分布的随机数或伪随机数，对于同一发射机使用多个载波的网络，各载波可以分别加相同或不同的相位旋转因子。
其中，所述随机相位的变化周期可以为一个或若干个子帧，也可以为一个或若干个时隙。以子帧为单位变化时，可以对整个子帧信号都进行相位旋转，也可以只对MBMS时隙进行相位旋转，或只对业务时隙进行相位旋转。
SFN中不同小区或扇区引入随机相位旋转时，应保证为同一终端服务的若干个小区或扇区采用的相位旋转因子序列不具有相关性。
要保证为同一终端服务的多个小区或扇区引入的相位旋转因子序列不具有相关性，必须保证一定范围内的小区或扇区的相位旋转因子序列不同，或者使用相位(序列的相位)不同的同一相位旋转因子序列。
对于使用随机种子产生的相位旋转因子序列，种子的产生可以与时间和NodeB标识相结合，保证近距离的不同小区或扇区在相同时间使用的种子是不同的；或者给各小区或扇区分配不同的相位旋转因子序列，这个序列可以是同一个长度足够长的序列，通过规划使得近距离的小区或扇区分配不同的序列偏移，亦可以是确定的不同序列(如借用扰码或中间码(midamble)等一些已经分配给小区或扇区的序列)。
步骤24、UE按照RNC分配的时频资源在该时频资源上接收来自不同基站的广播/组播业务突发信号，利用所述分配的中间码(midamble)对接收到信号进行信道估计，获得多个小区或扇区到UE的总的信道条件，之后根据此信道估计结果对数据进行解扩，解扩后使用指定的扰码进行解扰，得到广播/组播业务数据。
采用本发明上述方法能够有效的避免静态环境、低速环境及相同站址的相邻扇区边缘出现的信号快速衰落现象，大大提高了这些环境下广播/组播业务的传输性能。
相应于本发明上述方法，本发明进而提出了一种单频网络传输多媒体广播/组播业务的***以及一种基站。
请参阅图3，该图为本发明单频网络传输多媒体广播/组播业务的***的结构框图，其主要包括RNC、NodeB和UE，其中，
RNC，用于将网络侧发起的广播/组播业务数据发送给目标小区或扇区的NodeB，并为所述小区或扇区分配相同的时频资源、扰码和中间码(midamble)以传输所述广播/组播业务数据，将分配的资源信息及码组信息下发给NodeB和UE；
NodeB，用于利用所述分配的扰码对RNC下发的广播/组播业务数据进行扩频和加扰处理，使用处理后的数据和所述分配的中间码(midamble)组成广播/组播业务突发信号，对该广播/组播业务突发信号进行随机相位旋转处理，利用无线网络控制器分配的时频资源将处理后得到的信号发送给UE；
UE，用于在所述时频资源上接收来自不同NodeB的广播/组播业务突发信号，利用所述分配的扰码和中间码(midamble)对接收到信号进行信道估计、解扩和解扰处理，得到广播/组播业务数据。
本发明所述***的具体工作过程请参阅本发明上述方法的描述，这里不再给予过多赘述。
请参阅图4，该图为本发明基站的结构框图，主要包括：
突发形成模块，用于利用所述分配的扰码对无线网络控制器下发的广播/组播业务数据进行扩频和加扰处理，使用处理后的数据和所述分配的中间码(midamble)组成广播/组播业务突发信号；
相位处理模块，用于对待发送的广播/组播业务突发信号进行随机相位旋转处理；
信号发送模块，用于利用无线网络控制器分配的时频资源将处理后得到的信号发送给终端。
本发明所述基站的具体工作过程请参阅本发明上述方法的描述，这里不再给予过多赘述。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种单频网络传输多媒体广播/组播业务的方法，其特征在于，包括步骤：
A、无线网络控制器将广播/组播业务数据发送给目标小区或扇区的基站，并为所述小区或扇区分配相同的时频资源、扰码和中间码以传输所述广播/组播业务数据，将分配的资源信息及码组信息下发给目标小区或扇区的基站和终端；
B、所述基站对待发送的广播/组播业务突发信号进行随机相位旋转处理，利用无线网络控制器分配的时频资源将处理后得到的信号发送给终端。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤B后还包括步骤：
所述终端在所述时频资源上接收来自不同基站的广播/组播业务突发信号，利用所述分配的扰码和中间码对接收到信号进行信道估计、解扩和解扰处理，得到广播/组播业务数据。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤A与步骤B之间还包括步骤：
所述基站利用所述分配的扰码对无线网络控制器下发的广播/组播业务数据进行扩频和加扰处理，使用处理后的数据和所述分配的中间码组成广播/组播业务突发信号。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过将基带形式或中频形式或射频形式的广播/组播业务突发复信号乘以cos(θ)+j*sin(θ)复信号，实现对广播/组播业务突发信号的随机相位旋转处理，其中θ为相位旋转因子，为0～2π间均匀分布的随机数或伪随机数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述随机相位的变化周期为一个或若干个子帧，或者一个或若干个时隙。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，为同一终端服务的若干个小区或扇区采用的相位旋转因子序列不具有相关性。
7.一种单频网络传输多媒体广播/组播业务的***，其特征在于，包括：
无线网络控制器，用于将广播/组播业务数据发送给目标小区或扇区的基站，并为所述小区或扇区分配相同的时频资源、扰码和中间码以传输所述广播/组播业务数据，将分配的资源信息及码组信息下发给基站和终端；
基站，用于对待发送的广播/组播业务突发信号进行随机相位旋转处理，利用无线网络控制器分配的时频资源将处理后得到的信号发送给终端。
8.如权利要求7所述的***，其特征在于，还包括：
终端，用于在所述时频资源上接收来自不同基站的广播/组播业务突发信号，利用所述分配的扰码和中间码对接收到信号进行信道估计、解扩和解扰处理，得到广播/组播业务数据。
9.一种基站，其特征在于，包括：
相位处理模块，用于对待发送的广播/组播业务突发信号进行随机相位旋转处理；
信号发送模块，用于利用无线网络控制器分配的时频资源将处理后得到的信号发送给终端。
10.如权利要求9所述的基站，其特征在于，还包括：
突发形成模块，用于利用所述分配的扰码对无线网络控制器下发的广播/组播业务数据进行扩频和加扰处理，使用处理后的数据和所述分配的中间码组成广播/组播业务突发信号。
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