CN102404691A - 一种无线承载选择方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线承载选择方法，包含：无线网络控制器收到会话开始请求时，向终端发送业务相关信息；终端向无线网络控制器反馈响应消息，该响应消息中携带无线承载方式标识，当终端为该业务的订购用户时，无线网络控制器根据终端返回的响应消息中的承载方式标识的指示为终端分配相应的承载方式。本发明无线承载选择方法可以根据终端的无线承载标识选择承载方式，实现简单方便。

Description

一种无线承载选择方法

本申请是申请日为2008年10月16日、申请号为200810170258.0的发明专利申请“一种多媒体广播组播业务实现方法、***和承载选择方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及WCDMA(宽带码分多址)移动通信***中，一种多媒体广播组播业务(MBMS，Multimedia Broadcast/MulticastService)的无线承载选择方法。

背景技术

多媒体广播组播业务(Multimedia Broadcast/Multicast Service，缩写为MBMS)由第三代合作伙伴计划3GPP(3^rd Generation Partnership Project)定义，从一个数据源向多个目标传送数据的点到多点的技术，可以实现网络资源共享，提高网络资源的利用率，尤其是空口资源。MBMS不仅可以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，提供多种丰富的视频、音频和多媒体业务，这无疑顺应了未来移动数据发展的趋势，为3G的发展提供更好的业务前景。

为了实现MBMS，需要对WCDMA网络中现有的SGSN(Serving GPRSSupport Node，服务GPRS支持节点)、GGSN(Gateway GPRS Support Node，网关GPRS支持节点)、RNC(Radio Network Controller，无线网络控制器)和UE(User Equipment，用户设备)等分组域的节点增加MBMS功能，同时需要增加广播组播服务中心BM-SC(Broadcast Multicast Service Center)。

MBMS业务***的体系结构如图1所示：

在图1中Gmb、Gi参考点为BM-SC与GGSN之间的接口，其中，Gmb接口提供控制面功能，Gi口提供用户面功能。BM-SC是新增的节点，它是MBMS业务提供者的入口，用于授权和发起MBMS业务，保存一些MBMS业务参数信息，并按照预定时间发送MBMS业务。

MBMS有广播和多播两种工作模式。广播模式是指多媒体数据从一个业务源被单向发送给广播服务区域内的所有UE，该模式下UE无需注册即可接收广播数据，可有效节约无线资源，但无法保证UE接收数据的完整性；多播模式与广播模式十分类似，但可接收多播数据的UE只限于已注册的UE，当小区中接收多播数据的UE过少时，可选择PTP(Point to Point，点到点)的无线承载方式发送多播数据，以减少对其他无线链路的干扰。

现有的组播模式实现需要UE发起业务激活和GGSN向BM-SC注册流程，流程如图2所示：

步骤201、UE向GGSN发送IGMP(Internet Group Management Protocol，互联网组管理协议)或者MLD(Multicast Listener Discovery，组播监听发现)加入请求，消息建立在PDP(Packet Data Protocol，分组数据协议)上下文上，用来表示具体对接收某一个多媒体组播业务感兴趣；

步骤202、GGSN向BM-SC发送AAR认证请求以便使得发送激活请求的UE能够接收所感兴趣的业务的数据；

步骤203、BM-SC将认证响应决定包含在AAA消息中发送给GGSN，AAA消息和APN(Access Point Name，接入点名称)一起被用来创建MBMSUE CONTEXT(多媒体广播组播用户设备上下文)，如果AAA消息指示用户没有通过认证则流程终止；

步骤204、GGSN向SGSN发送MBMS Notification Request，其中包含IP组播地址，APN，NSAPI(Network Service Access Point Identifier，网络服务接入点标识)；

步骤205、SGSN向GGSN发送MBMS Notification Response(cause)响应，cause用来指示MBMS业务激活是否成功；

步骤206、SGSN创建MBMS UE Context并且向GGSN发送Create MBMSContext Request(创建多媒体广播组播上下文请求)；

步骤207、GGSN向BM-SC发送AAR消息为UE鉴权；

步骤208、BM-SC向GGSN返回将鉴权结果，鉴权结果包含在AAA消息中；

步骤209、如果GGSN没有承载上下文来为这个业务提供承载，比如GGSN没有注册，那么GGSN需要再向BM-SC发送注册请求，如果没有为承载的业务分配TMGI，那么BM-SC将为其分配新的TMGI，并由AAA消息传送给GGSN；

步骤210、BM-SC返回AAA消息给GGSN，其中包含为MBMS业务的提供承载的承载上下文信息并且将GGSN存入到BM-SC承载上下文中的下游节点中；

步骤211、GGSN创建MBMS UE Context并且向SGSN返回Create MBMSContext Response(创建多媒体广播组播上下文响应)。

图3所示是MBMS信道映射图。点到点的无线承载是双向承载，包括逻辑信道DTCH(专用业务信道)、传输信道DPCH(专用信道)和物理信道DPCH(专用物理信道)或SCCPCH(辅公共控制物理信道)。点到多点的无线承载是单向承载，包括逻辑信道MTCH(MBMS业务信道)、传输信道FACH(前向接入信道)和物理信道SCCPCH(辅公共控制物理信道)。逻辑信道MTCH是为由一个小区提供的每个MBMS服务而配置的并且用于将MBMS服务的用户平面数据发送给多个UE。逻辑信道MCCH(MBMS控制信道)是点到多点下行链路信道并且被用于发送与MBMS相关联的控制信息。

现有的MBMS业务发送方式是UTRAN(UMTS无线接入网)根据小区中订阅某一MBMS业务的UE数目来决定是采用PTP或是PTM(点到多点)来承载该MBMS业务。然而基于UE的个数来决定采用何种无线承载方式并不是很合理。例如分别给5个靠近小区中心的UE建立PTP的无线承载方式所带来的干扰可能要小于在整个网络中使用PTM的无线承载方式多播该业务所带来的干扰。不过如果这5个UE在小区的边缘，则可能使用PTM的无线承载方式会带来较小的干扰。

另一个要考虑的因素是MBMS业务的服务质量，对于使用较高带宽的MBMS业务，无线承载方式切换的门限，即订阅该业务的UE数目要小于使用较少无线资源的MBMS业务所对应的切换门限。当业务的无线承载方式发生变化时，接收该业务的UE在RLC(无线链路控制)子层和MAC(媒体接入控制)子层对应的实体将进行重建。

如果UE接收的是后台业务，则当该业务的无线承载方式从PTP切换到PTM时，UE在RLC子层对应的实体将从AM模式切换到UM模式，在MAC子层对应的实体从MAC-d切换到MAC-m，逻辑信道从DTCH切换到MTCH，传输信道从DPCH切换到FACH；反之亦然。如果UE接收的是流媒体业务，则当该业务的无线承载方式从PTP切换到PTM时，UE在MAC子层对应的实体从MAC-d切换到MAC-m，逻辑信道从DTCH切换到MTCH，传输信道从DPCH切换到FACH；反之亦然。

通过对图2的分析，可知现有的多媒体广播组播业务的实现方式涉及多个网元并且流程比较复杂，且无线承载方式的切换方法不够合理、过于繁琐。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无线承载选择方法，业务实现过程简单，无线承载切换合理。

本发明提出一种无线承载选择方法，包含：

无线网络控制器收到会话开始请求时，向终端发送业务相关信息；

终端向无线网络控制器反馈响应消息，当终端为该业务的订购用户时，无线网络控制器根据终端返回的响应消息中的承载方式标识的指示为终端分配相应的承载方式。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，终端向广播组播服务中心发送订购请求，请求中携带承载方式标识；广播组播服务中心返回订购响应给终端，订购响应中携带业务标识、可能性因子和承载方式标识，终端保存该业务标识、可能性因子和承载方式标识，广播组播服务中心将该可能性因子发送给无线网络控制器。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，通过如下方式判断终端是否为该业务的订购用户：所述业务相关信息中包含可能性因子，所述终端检查该可能性因子和终端本地保存的可能性因子是否一致，如果一致，则终端为该业务的订购用户，在响应消息中携带承载方式标识，如果不一致，则终端不是该业务的订购用户。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，通过如下方式判断终端是否为该业务的订购用户，所述终端返回的响应消息中携带可能性因子和承载方式标识，所述无线网络控制器检查该响应消息中的可能性因子是否和无线网络控制器的可能性因子一致，如果一致，则终端为该业务的订购用户，如果不一致，则终端不是该业务的订购用户。。

进一步的，上述方法还可具有以下特点，所述承载方式标识指示需要为终端分配点到点无线承载时，无线网络控制器为此用户终端分配点到点无线承载，如果承载方式标识未指示需要为终端分配点到点无线承载，则为此用户终端分配点到多点无线承载。

综上所述，本发明提供了一种无线承载方式，根据终端的无线承载标识选择承载方式，实现简单方便。

附图说明

图1现有MBMS业务***结构模型；

图2现有MBMS组播业务激活流程；

图3现有MBMS信道映射图；

图4本发明实施例中实现MBMS业务的BM-SC模块划分图；

图5本发明实施例组播广播业务实现方法流程图；

图6本发明实施例UE主动请求PTP承载流程图；

图7本发明实施例BM-SC向GGSN节点发送可能性因子流程图；

图8本发明实施例无线承载选择方法流程图。

具体实施方式

本发明提供一种MBMS业务的实现方法，对MBMS业务进行区分，包括：对业务添加业务类型标识，将业务区分为需要订购的业务和不需要订购的业务，根据业务类型标识来判断业务是否需要用户订购后才能接收。对需要用户订购的业务，在发送业务数据前对已订购此业务的用户终端发送用MUK(MBMS User Key，多媒体广播组播业务用户密钥)加密的业务密钥MSK(MBMS Service Key，多媒体广播组播业务密钥)，还下发使用业务密钥加密的传输密钥，并对业务流加密，终端利用用户密钥解密加密的业务密钥，得到业务密钥，利用业务密钥解密加密的传输密钥，利用传输密钥解密加密的节目流，得到节目流；对不需要用户订购的业务，不下发MTK(MBMSTraffic Key，多媒体广播组播业务传输密钥)，不对下发的业务流加密。后续说明中，对MUK简称为用户密钥，MSK简称为业务密钥，MTK简称为传输密钥。

请参阅图4，是本发明实施例BM-SC网元节点功能模块划分图：

业务通告模块401，用于向用户终端提供业务指南信息，业务指南信息中包含媒体和会话描述，比如视频和音频的编码类型，多媒体业务标识，地址和传送时间等等。

业务密钥模块402，用于生成和管理业务密钥，在业务控制模块的触发下，使用用户密钥加密业务密钥，向用户发送加密业务密钥，并且能够向其他模块同步业务密钥，例如和流密钥管理模块同步业务密钥。

业务控制模块403，提供GMB接口功能，能够向下个网元节点GGSN发送会话开始和会话结束信令，并且可以触发业务密钥模块下发加密的业务密钥，触发业务通告模块下发业务指南信息，和触发流密钥管理模块下发加密的传输密钥和加密业务流；

订购管理模块404，用来处理用户的订购请求和管理用户的订购关系。

流密钥管理模块405，用来生成和管理传输密钥，在业务控制模块的触发下，用业务密钥MSK加密传输密钥MTK得到加密传输密钥EncryptedMTK，使用传输密钥加密业务流，下发Encrypted MTK、加密业务流给用户终端。

用户终端使用和BM-SC交互生成的用户密钥解密Encrypted MSK生成MSK，再用MSK解密Encrypt MTK得到MTK，用MTK解密加密业务流得到业务流。

内容提供商406，用于提供多媒体广播组播业务，提供广电下发的节目或者是自己制作的流媒体广告电视等等。其中，内容提供商也可以独立于多媒体广播组播中心，为一个独立模块。

请参阅图5，是本发明实施例多媒体组播广播业务实现方法流程图：

管理员配置业务时对业务进行分类，分为需要用户订购的业务和不需要订购就可以直接播放的(比如流媒体广告)业务，通过对业务添加业务类型标识进行区分，设定业务类型标识为SubscribeFlag。或者建立一数据库，保存业务及其业务类型，在使用该业务时查询数据库，获知业务类型。

步骤501、业务控制模块在传输节目前，查询即将发送的业务的业务类型标识SubscribeFlag，根据业务类型标识作出判断，确定业务是需要用户订购的业务还是不需要订购的业务，SubscribeFlag为1则表明为需要订购的业务，SubscribeFlag为0则为不需要订购的业务，也可以使用其他数字或符号表示业务类型，比如为0表示是需要订购的业务，为1表示为不需要订购的业务，本发明对此不作限定。如果是需要用户订购的业务，转步骤502，否则，转步骤503；

步骤502、如果业务类型标识为需要用户订购的业务，比如SubscribeFlag为1时，业务控制模块通过Gmb接口向GGSN发送会话开始请求，通知网络为数据传输建立承载；业务控制模块通知业务密钥模块将业务对应的业务密钥使用用户密钥加密后下发给用户终端，还通知流密钥管理模块生成传输密钥MTK，使用MSK加密MTK，使用MTK加密业务流，下发加密后的MTK、加密的业务流给已经订购此业务的用户终端，从而确保只有订购者才能够接收加密的业务流，播放即将下发的节目，转步骤504；

步骤503、如果业务类型标识为不需要订购就可以播放的业务，如SubscribeFlag为0时，流密钥控制模块不对业务流加密，同时不对用户终端下发MTK，减少了网络资源消耗，转步骤505；

步骤504，终端接收加密的MSK，加密的MTK和加密业务流，使用用户密钥解密接收到的加密的MSK，得到MSK，使用MSK解密加密的MTK，得到MTK，使用MTK解密加密业务流，播放业务流，结束。

步骤505，终端接收并播放业务流，结束。

其中，在步骤501之前，还包含步骤，业务通告模块向终端发送业务指南信息，终端根据该业务指南信息选择业务，向订购管理模块发出订购请求，订购业务，订购管理模块响应该订购请求。

本发明还提供了一种MBMS业务实现方式过程中能简单有效的选择无线承载方式的方法，包括：不针对小区中订购业务的UE的数目来选择无线承载方式，用户终端可以在订购请求中主动带上承载方式标识，RNC向UE发送MBMS业务相关信息时，UE向RNC的返回消息中携带承载方式标识，RNC根据承载方式标识决定为UE选择PTP承载还是PTM承载。

请参照图6，是本发明实施例UE主动请求PTP承载流程图：

步骤601、UE根据BM-SC的业务通告模块401下发的业务指南选择想订购的业务，向BM-SC发出订购请求，请求中携带了承载方式标识PTPFLAG，标明UE选择何种承载方式，比如是否选择PTP承载，是否需要网络为其分配专用控制信道DCCH；

步骤602、BM-SC向UE返回订购成功响应消息，消息中包含业务标识、PTPFLAG和可能性因子；

可能性因子是业务相关的参数，用来确定此业务是否为终端订购的业务。比如业务1包含可能性因子1234，当然可以用更复杂的参数表示可能性因子。用户终端订购业务后，网络侧返回该业务的可能性因子给该用户终端，在业务控制模块发送会话开始请求时携带业务1的可能性因子，终端与RNC交互时对可能性因子作检查，如果通过则为已订购业务，未通过则为未订购业务。

步骤603、UE收到响应消息后，保存响应消息中的业务标识、PTPFLAG和可能性因子。

上述流程的作用是确认终端是否能够针对某个具体的业务具有选择PTPFLAG的能力，只有在订购请求成功后，网络侧返回响应，终端才会保存PTPFLAG，从而在后续的UE向RNC返回消息中才能带上PTPFALG。

UE保存可能性因子用来对在RNC发出MBMS接入相关信息中的可能性因子做判断，而RNC的可能性因子是由BM-SC通过核心网发送过来的，具体请参照图7：

步骤701、BM-SC发送Session Start Request(会话开始请求)消息给GGSN，该请求消息包含在RAR消息中，在该消息中添加新的AVP数据包，新的AVP数据包中包含可能性因子；

步骤702、GGSN收到BM-SC发送的会话开始请求消息后，向BM-SC返回RAA响应消息。

步骤703、GGSN向下游节点SGSN发送Session Start Request(会话开始请求)消息，消息中包含了可能性因子；

步骤704、SGSN继续向下游节点RNC发送Session Start Request消息，确保在网络承载资源分配的同时将可能性因子发送给RNC。

请参照图8，是本发明实施例一种MBMS业务实现过程中无线承载选择方法的流程图。

步骤801、当RNC收到SGSN发送的会话开始请求消息(Session StartRequest)后，在MCCH上发送业务相关信息给UE，业务相关信息包含接入信息、业务标识和可能性因子；

步骤802、UE接收业务相关信息并根据业务标识确定具体为哪个业务，再对可能性因子做可能性检查，如果通过可能性检查，则执行步骤803，否则，执行步骤804；

所述检查是指将本地保存的可能性因子和接收到的可能性因子进行比较，如果二者一致，则通过可能性检查，如果二者不一致，则未通过可能性检查。

步骤803、通过可能性检查则表示用户终端为已订购用户，UE向RNC返回响应消息并且带上业务标识和承载方式标识，承载方式标识指示是否需要为此用户终端分配点到点无线承载，如果需要，转步骤806，否则，转步骤805；

步骤804、未通过可能性检查则表示用户终端为未订购用户，UE向RNC返回响应并带标识表明未订购此业务，RNC不为用户终端分配无线承载，结束。

步骤805、如果UE向RNC返回的响应消息中未标识需要为此用户终端分配点到点无线承载或者标识需要为此用户分配点到多点无线承载，则选择点到多点无线承载，用MCCH向用户终端发送承载设置信息，用SCCPCH来传输广播数据，结束。

步骤806、如果UE向RNC返回的响应消息中标识了需要为用户分配点到点无线承载，则为此用户终端分配点到点无线承载，用DCCH向用户终端发送承载设置信息，用DPCH来传输广播数据，结束。

在本发明另一实施例中，步骤801中，RNC发送的业务相关信息中可以不携带可能性因子，终端返回响应消息给RNC时携带业务标识、承载方式标识和可能性因子。RNC对该响应消息中的可能性因子进行检查，如果通过可能性因子检查，再进一步对该响应消息中的承载方式标识进行判断，如果承载方式标识指示需要为用户终端分配点到点无线承载，则为此用户终端分配点到点无线承载，如果承载方式标识未指示需要为用户终端分配点到点无线承载，则为此用户终端分配点到多点无线承载。

上述无线承载方式的选择方法可以应用在本发明多媒体广播组播业务实现方法中，在步骤502中，业务控制模块通过Gmb接口向GGSN发送会话开始请求，通知网络为数据传输建立承载时，使用该无线承载选择方法为终端建立承载。

本发明提出的选择无线承载方式的方法，UE在订购业务时主动选择承载方式标识，标明UE需要RNC为其分配何种无线承载方式。UE对RNC发出的MBMS业务信息作可能性检查，如果检查通过则证明UE为已订购用户，进一步地向RNC回复承载方式标识，如果表明需要PTP承载则为UE分配点到点承载，用DCCH向移动终端发送承载设置信息，用DPCH传输业务数据；若表明不需要PTP承载则为UE分配点到多点承载，用MCCH向移动终端发送承载设置信息，用SCCPCH传输业务数据。

综上所述，本发明实施例的技术方案明显简化了多媒体广播多播业务的实现方式，本技术方案中直接通过对业务进行区分，对需要订购才能播放的业务在业务即将开始时或开始前由BM-SC向订购此业务的UE下发业务密钥，对不需要订购的业务流不加密，从而减少了网络广播MTK带来的资源消耗。

以上所述实现方式在业务处理领域可以有多种变化，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种无线承载选择方法，其特征在于，包含：

无线网络控制器收到会话开始请求时，向终端发送业务相关信息；

终端向无线网络控制器反馈响应消息，当终端为该业务的订购用户时，无线网络控制器根据终端返回的响应消息中的承载方式标识的指示为终端分配相应的承载方式。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包含，终端向广播组播服务中心发送订购请求，请求中携带承载方式标识；广播组播服务中心返回订购响应给终端，订购响应中携带业务标识、可能性因子和承载方式标识，终端保存该业务标识、可能性因子和承载方式标识，广播组播服务中心将该可能性因子发送给无线网络控制器。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过如下方式判断终端是否为该业务的订购用户：所述业务相关信息中包含可能性因子，所述终端检查该可能性因子和终端本地保存的可能性因子是否一致，如果一致，则终端为该业务的订购用户，在响应消息中携带承载方式标识，如果不一致，则终端不是该业务的订购用户。

4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，通过如下方式判断终端是否为该业务的订购用户，所述终端返回的响应消息中携带可能性因子和承载方式标识，所述无线网络控制器检查该响应消息中的可能性因子是否和无线网络控制器的可能性因子一致，如果一致，则终端为该业务的订购用户，如果不一致，则终端不是该业务的订购用户。

5.如权利要求1～4任一所述的方法，其特征在于，所述承载方式标识指示需要为终端分配点到点无线承载时，无线网络控制器为此用户终端分配点到点无线承载，如果承载方式标识未指示需要为终端分配点到点无线承载，则为此用户终端分配点到多点无线承载。

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