在面向点到点的分组交换网络中广播的制作方法

专利名称：在面向点到点的分组交换网络中广播的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在面向点到点的分组交换电信网络中进行广播的方法、广播管理中心、路由器、主机以及系统。
背景广播允许通过利用地址字段中的特殊代码把分组发往所有目的地的可能性。当发送具有此代码的分组时，网络中每个用户接收和处理该分组。收到分组时，如果用户不想接收该消息，它丢弃所接收的分组。与此相比，点到点通信意味着消息从单个发送者发送到单个接收者。一些广播系统还支持向用户子集的传送，即所谓的多播。多播是一种业务，允许源把相同数据的单个副本发送到一个地址，从而使该数据被递交给向多播组登记的多个接收方。因此，多播是广播的一种形式。不同之处在于，在广播的情况下，不要求用户向任何组登记，消息被分发给所有用户。
在广播中以及在多播中，只有消息的一个副本在网络中的任何链路上传递，仅在路径分叉处才制作消息的若干副本。从网络的角度来看，广播显著地减少了整体带宽消耗，因为数据在网络中的适当点而不是在终端系统中被复制。另外，发送广播消息的服务器仅需要管理一个会话。
下面将更详细地论述因特网协议多播的登记程序。
如果多播用于因特网协议IP网络，则称作IP多播。在表征IP多播的其它特征之中，利用现有IP地址、如IP版本4中所谓的D地址来运用一种特定的寻址形式。
在IP多播内，多播会话组的成员资格是动态的，这意味着主机可在任何时间加入或离开组。为了让网络上的主机可以表明它们是否希望加入或离开特定的多播组，有一种称作“因特网组消息协议”IGMP的协议。因此，这个协议让系统了解哪些主机目前属于哪个多播组。多播路由器需要此信息以了解哪个多播数据分组要被转发到哪个接口。
IGMP是IP层的一部分，IGMP消息在IP数据分组中传送。RFC1112“IP多播的主机扩展”(S.E.Deering，1989年8月1日)中描述了IGMP的版本1，RFC 2236“因特网组管理协议，版本2”(W.Fenner，1997年11月)描述了版本2。已经为IP版本4开发了IGMP。在因特网协议IP版本6中，有一个相似的协议，称作“多播收听者发现”MLD，用于与IGMP同样的目的。MLD提供比IGMP更多的功能性。MLD的第一版的说明见于RFC 2710“用于Ipv6的多播收听者发现(MLD)”(S.Deering，W.Fenner，B.Haberman，1999年10月)。但是，MLD中所用的消息与IGMP消息对应。下面将用IGMP作为示例。虽然这不应被限制为IGMP，但本发明的功能性也通过MLD的使用来给定。
原则上，IGMP采用两个基本消息来完成其任务，即成员资格报告和成员资格查询消息，并且应用以下规则。
多播路由器每隔一定间隔发送成员资格查询，以查看任何主机是否属于任何组。路由器必须从各接口发出一个查询。主机通过为仍然包含至少一个进程的各组发送一个成员资格报告来响应成员资格查询。主机加入也发出成员资格报告的组。
利用通过应用报告和查询消息所接收的信息，建立具有包含多播组中至少一个主机的接口的表。在接收到多播数据之后，路由器在具有至少一个成员的那些接口上转发出该数据。
采用IP多播，接收者不需要知道要从其接收业务的发送者的身份或位置，而且发送者根本不需要知道接收者是谁。发送者和接收者都不需要关心网络拓扑，因为网络使递送最优化。经由IP多播的信息分发根据主机的分级连接、例如多播递送树来进行。已经提出若干算法用于构建多播分发树，例如生成树、共享树、基于源的树以及基于核的树。相应算法的说明可见于“IP电话基于分组的多媒体通信系统”(O.Hersent，D.Gurle，D.Petit，Addison-Wesley，Harlow，2000)。在建立多播递送树之后，信息的分发通过IP多播路由选择协议来进行。相应的IP多播路由选择协议的详细说明也可见于上述文献。
为了说明通过在面向点到点的分组交换电信系统中引入广播所产生的问题，下面给出通用分组无线电系统GPRS网络的体系结构的概述。
GPRS是属于电路交换网络的全球移动通信系统GSM的分组交换增强。它意味着用户能够永久地在线连接，而只需对实际数据传输付费。为了满足这些新要求，一些变化被引入GSM。在其它新的逻辑节点之中要引入的是正服务GPRS支持节点SGSN和网关GPRS支持节点GGSN。GGSN的主要功能包括与外部IP分组网络的交互，其中外部IP分组网络提供经由Gi接口到因特网服务提供商ISP的连接。SGSN服务于物理上位于地理SGSN服务区内的所有GPRS用户。它经由定义基于IP的骨干网的Gn接口与GGSN通信。基于IP的骨干网对于GPRS的限制在于，GGSN和SGSN要以一种使IP运行于所选技术之上的方式连接，即SGSN和GGSN经由IP地址进行通信。这种限制同样适用于Iu-PS接口，该接口定义在SGSN和无线电网络控制器RNC之间。RNC管理用户数据的无线电接入承载、无线电网络以及移动性。又称作基站收发信台BTS或简称基站BS、或者在3GPP中称作节点B的无线电基站提供无线电资源，并通过Uu接口与用户设备通信。
该体系结构的详细说明见于3GPP TS 03.60 V7.5.0(2001-01)第3代合作项目；技术规范小组业务和系统方面，数字蜂窝电信系统(阶段2+)，通用分组无线电业务(GPRS)，业务描述，第2级(1998年发布)。
类似的节点和接口也用于下一代无线网络，通用移动通信系统UMTS，其说明见于3GPP TS 23.060 V3.6.0(2001-01)第3代合作项目；技术规范小组业务和系统方面，通用分组无线电业务(GPRS)，业务描述，第2级(1999年发布)。
为了区分UMTS中这些节点的功能性，通常使用扩展名3G-SGSN和3G-GGSN。在以下说明中，将不区分GPRS和UMTS节点。
目前在移动网中广播产生一些问题。关于这些问题的影响主要包括终端用户的移动性以及空中接口上的移动网的低传输带宽。此外，移动通信网络、例如UMTS中的通信是单播通信。单播通信也称作点到点通信。在这种网络中，尤其是在核心网中，进行广播或者甚至多播通信不是预知的。组通信通过点到点通信来实现，其中点到点通信让发送方分别把相同的分组发送给各接收方，而不是使用广播时的一个分组。这意味着IP广播消息从设置在外部IP网络、如因特网中的路由器经由单播连接发送到移动台，因为从移动台的角度来看，因特网中的路由器是IP连接端接的第一节点，因此是适用于广播的第一节点。因此，在应用IP层上进行广播，服务器和用户之间的网络节点仅转发网络的核心部分中的广播或多播消息，而不区分广播消息和单播消息。面向点到点的分组交换电信网络、如UMTS的现有技术没有预知有效广播的使用。
此外，当只有几个用户共享小LAN时，广播是良好的，但在大量用户通过不同网络节点连接的较大网络、如UMTS中，广播就成问题。尤其是移动网中，向所有用户发送广播信息导致消耗大量网络带宽。此外，用户设备必须检查所接收的信息，以及在不相干信息的情况下，还必须丢弃所接收的分组。这导致对网络节点资源的无效利用。但是，存在许多应用，它们依靠广播来例如广播点播服务、视频和音乐节目、多摄像角度体育观看和重放或者其它情景剧，这些都是节目，其连续性取决于接收者的投票结果。
把广播用作一种递送形式的应用通常取决于用户的地理位置。不考虑地理位置意味着广播消息被发送给全部用户，而与用户是否对这个消息感兴趣的问题无关。
一般来讲，对基本上为面向点到点的协议栈中广播的引入和执行导致一些问题，在这种网络中，建立单播信道以进行两个节点之间的通信。
发明概述和说明本发明的一个目的是对在面向点到点的分组交换电信网络中有效地引入和进行广播提供解决方案。具体来讲，本发明的目的是根据用户地理位置进行广播。
本发明以权利要求1、15、16、18及19中公开的方法、路由器、广播管理中心、主机和系统来实现。在从属权利要求中描述了有利的权利要求1中公开了在面向点到点的分组交换电信网络中的广播提供的概念。所述电信网络具有网络节点集合，其中该集合包括第一路由器和至少一个正服务于至少一个用户的主机。如果具备广播能力的服务器位于另一个网络中，则第一路由器可把所述电信网络与另一个网络连接。也能够将具备广播能力的服务器设置在面向点到点的分组交换电信网络中。所述电信网络当然可具有其它网络节点、例如负责把数据路由到用户的其它路由器。根据权利要求1，广播管理中心配置网络节点以用于在地理广播组内的广播提供。具备广播能力的服务器把广播数据发送到第一路由器。传输层上的多播技术用来把广播数据从第一路由器路由到属于特定地理广播组的主机。主机采用广播技术把广播数据发送到至少一个用户。
在传输部分上的多播技术的优点是对网络资源的更好利用。广播数据不是被发送到每个网络节点，而是仅发送到向该地理组登记的网络节点。
在本发明的一个优选实施例中，地理广播组被定义为一个地理区域，它是公用陆地移动网PLMN的一部分。这可以是例如象Nordrheinwestfalen之类的国家或者城市。
由广播管理中心执行的网络节点配置可以直接进行。通过这种解决方案，属于某个地理区域的网络节点直接被寻址。这保证了快速配置。但是，这意味着广播管理中心具有关于要配置的节点的全部所需信息。
在本发明的另一个实施例中，由广播管理中心执行的配置间接进行，从而对网络节点进行寻址以建立到构建特定地理区域的另一些网络节点的连接。优点在于，广播管理中心只管理关于某些网络节点的信息，而这些节点具有关于其它节点的信息。通过应用这种体系结构，配置的责任被委托给网络节点。
在间接进行配置的实施例中，有利的是，把消息发送到要配置的网络节点，而这些节点向相应的地理组登记。登记可通过用于向多播组登记的现有技术、如IGMP或MLD来进行。
网络节点的配置经由广播管理中心和网络节点之间的信息交换接口来进行。配置只是在所述接口上进行的信息交换的一部分。其它信息可以是例如与服务质量QoS有关的要求信息。
在本发明的一个优选实施例中，预知在具备广播能力的服务器和广播管理中心之间具有信息交换接口，以便通过例如与地理广播组的构建有关的信息来支持广播管理中心。为此，服务器发送关于特定广播应用中可能受关注的地理区域的信息。
传输层上的多播技术采用传输级多播组隧道，该隧道是通过用于隧道技术的传输层协议来建立的。这意味着，例如在具有两个IP层、即将要进一步说明的应用IP层和传输IP层的IP交换网络中，在应用IP层上执行的广播或多播传输被映射到传输IP层。这意味着目前在应用IP层上执行广播或多播传输。本发明建议把广播或多播传输从应用IP层重新定向到传输IP层。这可利用通过用于隧道技术的传输层协议、最好是GPRS隧道协议GTP为特定多播组在传输IP层上建立的隧道来进行。
在一个优选实施例中，传输的多播部分中的数据递送采用多播递送树来进行，它可通过现有的多播路由选择协议来建立。
由于现有的递送技术、例如IP路由选择协议采用IP分组首标，其中包含多播组的标识符，所以有利的是采用IP多播。
广播数据从主机到用户的传输通过广播技术来进行。在移动网中，传输的这个部分表示无线电接口。在本发明的一个优选实施例中，无线电接口上的广播技术可通过广播承载来实现，把相同数据递送给一个小区中的所有用户。
有利的是，网络节点进行传输的这些部分的映射，以便递送广播数据。例如，在应用IP层上的广播信道上从具备广播能力的服务器递送的广播数据将在第一路由器中被映射到构建在传输层上的多播信道。在另一个路由器中执行另一个映射，通过由另一个地址标识的另一个多播信道发送所接收的多播数据。另一个路由器仅转发所接收数据也是可行的。映射可导致增加或替换标识地址的信道。它也可产生分组封装。
另外，需要用于面向点到点的分组交换电信网络内的广播和/或多播管理的广播管理中心用于执行根据权利要求16的本发明。所述网络连接到包含具备广播能力的服务器的另一个网络，并且具有包含至少一个路由器和至少一个正服务于至少一个用户的主机的网络节点。广播管理中心具有配置单元，用于把网络节点配置到地理广播组。这个单元负责定义网络节点和所需参数，以便配置。配置通过通信单元被提交到所定义的节点。地理广播组的定义基于由接收单元所接收的信息。信息可经由所述服务器与广播管理中心之间的接口从运营者或者从具备广播能力的服务器接收。
本发明还提供一种路由器，所述路由器适合在与包含具备广播能力的服务器的另一个网络相连的、面向点到点的分组交换电信网络中执行多播。所述电信网络具有网络节点，这些网络节点包括至少一个所述路由器和至少一个正服务于至少一个用户的主机。路由器具有配置单元，用于配置网络节点，以便提供地理广播组。配置可在路由器中直接进行，或者也可请求配置单元把其它网络节点配置到地理广播组。路由器还具有用于接收数据的接收单元。数据可以是从前一个路由器接收的多播数据或者是从位于另一个网络中的具备广播能力的服务器接收的广播数据。所接收的数据被提供给用于在传输层上提供多播技术以便对数据进行多播的装置。用于发送多播数据的发送单元将其发送到属于特定地理广播组的主机。这意味着它可以是下一个路由器或主机。
如果路由器不得不根据数据结构修改所接收的数据以进一步路由，则要提供所接收数据与所发送多播数据之间的关系的管理。
另外，本发明还包括主机的新功能性。主机要适合在面向点到点的分组交换电信网络中进行广播，其中主机一端连接到至少一个路由器，另一端连接到至少一个用户。主机具有用于接收多播数据的接收单元。在传输层上利用多播技术从路由器发送此数据。在接收到多播数据之后，关联单元用于建立接收数据与要发送给用户的广播数据的关联。主机提供用于向用户提供广播技术的装置。根据与用户的接口，可采用不同的广播技术。数据通过发送单元被发送给用户。
另外，本发明公开了一种系统，所述系统适合在面向点到点的分组交换电信网络中进行广播，所述网络连接到包含具备广播能力的服务器的另一个网络，并且所述电信网络具有包含至少一个路由器和至少一个正服务于至少一个用户的主机的网络节点。该系统包括至少一个路由器、至少一个主机以及具有上述新功能性的广播管理中心。
下面提供对本发明的详细说明。


图1GPRS协议体系结构，图2根据本发明的网络节点的关系，图3根据本发明的网络节点的配置，图4登记程序，
图5广播数据递送程序。
下面说明在面向点到点的分组交换电信系统中多播的实现。
对于所引入的面向分组交换的节点、如SGSN或GGSN的功能性和通信方式的上述要求和限制对于已开发的协议栈具有影响。由于GGSN作为路由器以及作为到外部网络的接口的作用，因此已经引入应用层之下的IP层。此外，由于让IP网络处于核心网内的限制，因此意味着在GGSN和SGSN之间以及对于RNC，已经在专用隧道协议之下引入IP层作为传输途径。
关于图1，以下说明仅集中于分组交换域中的两个IP层。图1说明通过Uu接口与接入网UTRAN连接的用户MS。这个网络经由Iu-PS接口与3G-SGSN进行通信。3G-SGSN通过Gn接口与3G-GGSN进行通信。Gi接口定义与另一个网络、例如因特网的接口。
就图1而论，其中有两个IP层，表示为IP、PPP和UDP/IP，在以下说明中表示为应用IP层和传输IP层。应用IP层在协议栈中直接位于应用协议Applicat.之下。这个IP层的任务是连接移动台与GGSN。这个IP层对于核心网、例如分组交换网络是透明的。这在图1中通过从MS到3G-GGSN的直线表示。第二IP层是用于SGSN、GGSN和UTRAN之间传输的传输IP层。净荷业务量通过封装在作为用于隧道技术的传输层协议的示例的专用隧道协议、GPRS隧道协议GTP-U中的Gn和Iu-PS传送。GTP分组采用UDP作为传输协议。但是，存在负责构建隧道的不同隧道协议，而GTP只是一个示例。图1中，提到其它协议作为补充。
关于所提供的两个IP层体系结构，下面说明传输层上的一种可能的多播技术。
多播技术采用传输级多播组隧道TLMG，该隧道是通过用于隧道技术的传输层协议、如GTP来建立的。因此，在IP多播的情况下，思路是把应用IP层上所执行的多播映射到传输IP层。在传输IP层，为多播组建立GTP隧道。该隧道经过标识，使得Gi接口上正到达的多播数据与GTP隧道之间的映射得到保证。TLMG可根据需要、即当第一多播成员向多播组登记时建立，或者可预先建立以便使初始化过程更快。下面，多播成员描述一个网络节点，该网络节点被配置为构建地理广播组的多播组成员。
TLMG隧道的建立按如下方式进行。首先执行所谓的PDP上下文激活。PDP上下文激活与在外部IP网络上登录相似。为此，多播成员身份与IP地址相关联。在PDP上下文激活过程中，在多播成员与GGSN之间创建具有身份的隧道。在此过程中，还发生服务质量QoS协商。为了向多播组登记，多播成员发送IGMP成员资格报告消息。如果如IGMP成员资格报告所示的多播组在GGSN中尚不存在，则GGSN为其创建新的条目。另外，GGSN还在传输IP层上为到达应用IP级的多播创建传输级多播组TLMG。为此，GGSN从核心网的地址空间中分配多播地址。下面将它称作TLMG的多播IP地址或者TLMG-MC地址或者仅称作TLMG地址。为了创建适当的TLMG，GGSN可考虑来自PDP上下文的所协商的服务质量QoS要求。
GGSN通过例如增强GTP协议通知相应的节点，它具有为多播组登记的移动台。可使用新的GTP消息、即SGSN成员资格报告请求。为此，还可采用现有的消息，例如UDP连接上的增强分组数据单元PDU通知消息。
SGSN成员资格报告请求消息包含在特定节点中把多播流复制为多个单播流所需的信息、例如TLMG-MC地址以及多播成员的标识。因此，对于多播组业务，GGSN忽略已经由SGSN在PDP上下文激活过程中为该MS建立的隧道，并采用形成多播递送树的TLMG。这种多播递送树在以下说明中称作TLMG递送树。通过这种方法，在应用IP上通过Gi接口送往GGSN的正到达多播数据从应用IP层重新定向到传输IP层，传输IP层利用TLMG递送树在核心网中进行多播。
从多播组撤消登记通过IGMP来进行，并由广播管理中心来请求。为此，多播成员向GGSN发送IGMP离开消息。然后，GGSN可向多播成员发送新的GTP消息以请求成员资格释放。这个消息携带作为参数的TLMG MC地址和多播成员的地址。另外，GGSN从相应的多播地址列表中删除该移动台，或者仅减小相应的计数器。如果这个多播成员是唯一为多播组而登记的一个，则从TLMG递送树中释放该TLMG。
所述TLMG技术只是用于执行多播技术的一个实例。下面利用核心网中任何可能的多播技术更详细地说明在面向点到点的分组交换电信网络中进行广播。
下面在应用IP层上执行的广播或多播数据的传输将称作U广播或U多播。与此相比，在传输IP层上的传输将称作T广播或T多播。此外，无线电承载上的广播或多播业务将称作R广播或R多播。由于各层上的广播或多播提供以下业务的事实，因此也被称作U、T、或R多播或广播业务。例如，U广播业务是由具备广播能力的服务器所提供的广播应用，T多播业务可以是由网络运营者提供的传输层上的任何多播技术，以及R广播是无线电接口上的任何广播技术。
为了实现本发明，将引入附加的新节点或在现有节点中引入新功能。下面，在GGSN的实例上，引入路由器的新功能，在RNC/节点B的实例上引入主机的新功能，引入具备广播能力的路由器和广播管理中心的新功能。具备广播能力的路由器以下将称作多播/广播服务器或MC/BC服务器，而广播管理中心将称作MC/BC管理中心，意味着两种节点也支持多播。这些节点的关系如结合图2所述。
图2说明地理广播网络体系结构。基站BS连接到RNC。SGSN经由Iu-PS接口管理RNC，而在另一边连接到GGSN。GGSN经由Gi接口与MC/BC服务器进行通信。图2中，这个服务器被表示为U-MC/BC服务器。U/T-MC/BC管理中心经由连接到所涉及的网络节点的接口管理整个体系结构。图2中，这个接口通过虚线表示。它们表明，U/T-MC/BC管理中心能够对网络中的所有节点进行寻址，例如以便进行配置。为了配置，请求消息形式的和确认消息形式的消息在U/T-MC/BC管理中心和相应节点之间进行交换。如果存在相应的接口，则可进行与U-MC/BC服务器的通信。
下面说明GGSN的增强功能性。
为了完成新任务，GGSN必须作为能够处理正到达IGMP消息的本地多播路由器。节点通常在GGSN中为特定多播组而登记，GGSN跟踪分组交换网络中有效的多播组。
另外，GGSN在网络范围内、即从GGSN到BTS创建多播组。这个多播组可以是例如上述传输级多播组TLMG。下面更详细地说明登记程序。
另外还说明主机的新功能性。在UMTS的情况下，主机的任务可由RNC结合BTS或节点B来执行。
如果SGSN被指示对某个业务进行T多播，则SGSN指示RNC进行T多播，RNC又指示BTS或节点B对该业务进行R广播。节点B存储所接收的多播或广播信息，然后等待接收来自RNC的T多播数据流或者向相应的T多播递送树登记其本身。RNC/节点B把输入T多播业务映射到R广播业务。
除了分组交换网络和网络的节点之外，还需要U-MC/BC服务器、相应的U/T-MC/BC管理中心以及U/T-MC/BC管理接口。
下面说明U/T-MC/BC管理中心。
U/T MC/BC管理中心用于在与所请求U业务有关的PLMN中配置T多播和R广播业务。U/T MC/BC管理中心可具有与U-MC/BC服务器的接口，以便检索和发送与要用于PLMN中的T-和R-MC/BC业务管理和配置的U-MC/BC业务有关的信息。要从MC/BC服务器中检索的信息可以是例如U-MC/BC业务的多播地址，使得GGSN可利用这个多播地址以及U-MC/BC业务所要求的QoS向相应的多播组登记其本身。此外，MC/BC服务器可向U/T MC/BC管理中心发送某个U-BC业务的地理区域的说明。
U/T MC/BC管理中心的任务也可由其它任何具有上述功能性的节点来完成。
下面说明U-MC/BC服务器。
U-MC/BC服务器包含并向PLMN中的无线用户提供U广播业务。所述服务器通常位于另一个网络、例如因特网中，并且没有与所连接网络的结构有关的任何信息。U-MC/BC服务器仅知道存在具有至少一个想接收广播信息的用户的网络。传输在应用IP层上执行，因此添加前缀U。但是，如果在GGSN中处理U多播/单播业务、如U广播业务，则因特网中的U多播业务或U单播业务也可用来提供PLMN中的地理U广播业务。差别无论如何对于PLMN中的终端用户都是不可见的。
因此，关于现有的或新的节点的所引入术语和所引入功能，本发明的基本概念是引入有效的体系结构解决方案，以便把U广播业务提供给PLMN的特定地理区域内能够且希望接收该业务的用户。U广播业务提供涉及U广播服务器、构建核心网的固定基础设施中的T多播技术以及无线电接口上的R广播技术。U广播业务由U/T-MC/BC管理中心支持。
下面提供本发明的一个优选实施例。它描述地理区域的配置。
地理U广播业务适用于BTS/节点B、RNC、SGSN、GGSN或整个PLMN所覆盖的区域，也就是由从PLMN中的GGSN开始的分发树中的节点构成。运营者采用U/T-MC/BC管理中心在PLMN中配置一个或多个节点，用于U广播业务提供。配置的另一个可能性由MC/BC服务器触发。这意味着配置基于从U-MC/BC服务器所检索的参数。在MC/BC服务器与U/T-MC/BC管理中心之间存在接口时将应用这个解决方案。
U/T-MC/BC管理中心执行对PLMN中节点的配置。这可经由分层结构中的任一个较高层节点来直接或者间接进行。在第一备选方案中，U/T-MC/BC管理中心指示一个节点成为PLMN T多播组的一部分。这意味着U/T-MC/BC管理中心把BTS和/或节点B直接配置成多播组的一部分。这采用通过IGMP进行的登记来完成，下面将会说明。BTS的直接配置要求分层结构中较高层的节点获得关于配置的通知，以便把广播数据递送给BTS，如广播数据递送程序中所述。
在第二解决方案中，U/T-MC/BC管理中心配置中间节点、例如SGSN，SGSN负责建立到BTS或B节点的连接。连接的建立可基于多播递送树。为此，请求要连接的节点向多播组登记。多播组的地址通过请求消息来发送。还由U/T-MC/BC管理中心通知为连接建立而被寻址的节点关于多播组的大小，即对于要连接的节点进行通知。例如，U/T-MC/BC管理中心能够配置应该在整个覆盖区中对特定业务进行T多播的SGSN。配置可包含从诸如整个区域的简单配置到诸如除RNC-4之外的整个区域的较复杂配置的任何描述。
虽然能够让分组交换网络节点从诸如某些地理坐标之间的区域之类的输入来自行确定相应的节点，但确定T多播的网络节点的逻辑一般应位于U/T-MC/BC管理中心内。
被寻址以连接的节点的多播组登记通过诸如IGMP或MLD之类的多播组管理机制来进行，下面会进行说明。
下面结合图3来陈述配置程序。
图3包括以下节点表示为U/T-MC/BC Mgmt Centre的U/T-MC/BC管理中心、U MC/BC服务器、例如GGSN之类的网关G、例如SGSN之类的S之间的正服务节点、诸如BTS之类的边缘节点R以及移动台MS。配置可由运营者10启动，或者当存在到MC/BC服务器的接口时由所述服务器10’启动。与自动进行的、经由到MC/BC服务器的接口进行的配置相比，运营者必须手动进行配置。通过这个操作，U/T-MC/BC管理中心获得与具有所属节点的多播组的大小有关的信息。在下一个步骤中，U/T-MC/BC管理中心能够直接进行多播组的配置(20)，直接对边缘节点寻址，或者经由体系结构中较高层的节点间接进行(20’)。参照图3，U/T-MC/BC管理中心向网关G发送消息(20’)，其中网关G负责到移动台MS的连接30’和40’的建立。
在网络中当然可存在一个以上的T多播组。
下面提供本发明的一个优选实施例。它描述登记程序。
如果BTS或节点B被指示在相应地理区域中对T多播业务进行R广播，则BTS或节点B接收U广播业务的T多播地址以及所要求的QoS。U/T-MC/BC管理中心可提供附加信息，以便用于向T多播组登记。由于各节点具有与分层结构中的所有相应低级节点有关的信息的事实，因此不是通过专用单播消息来指示各低级节点，而是可用通用配置多播组来对全部低级节点进行寻址。BTS或节点B存储所接收的多播信息，并向相应的T多播递送树登记其本身。这在IP传输网络的情况下可通过IGMP/MLD来进行，并产生T多播递送树，其中以BTS或节点B作为树叶。登记消息可以直接发送到树的根或者发送到把消息转发到根的下一批节点。
下面结合图4公开登记程序的一个实施例。图4说明当网关被指示(101)建立到属于特定地理区域的节点的连接时用于登记的实例。为此，网关G利用分层原理向所涉及的节点发送请求消息(102，103)。为了向多播组登记，在建立了从网关到边缘节点R的T多播的多播递送树后(105，106)，边缘节点R向网关G发送IGMP消息(104)，边缘节点是树的叶子。T多播的多播递送树可以例如基于上述TLMG。在这种情况下，检索IGMP消息之后，从GGSN构建TLMG，GGSN是到作为边缘节点R的实例的BTS的网关G的一个实例。GGSN可直接对BTS寻址，或者可构建到作为正服务节点S的实例的SGSN的TLMG，并指示SGSN构建到BTS的TLMG。实际上，在GGSN与所有受影响节点之间创建基于源的多播树，以便提供T多播业务。还能够具有预先配置的TLMG，该TLMG是采用某些QoS参数预先建立的。
下面提供本发明的一个优选实施例。它参照图5描述广播递送过程。图5包括与图3相同的节点。
在第一个步骤中，MC/BC服务器向网关G发送广播数据(200)。广播数据经由所定义的广播信道发送。网关G以下述方式配置它知道哪些广播信道与网络中的哪个T多播递送树相对应。为此，网关G可管理映射表，用于把到MC/BC服务器的接口上存在的广播信道映射到核心网中存在的多播树中的多播信道。网关G把广播数据从用户层、例如应用IP层重新定向到传输层、例如传输IP层，它用于通过T多播递送树、如TLMG对数据进行多播(201，202)。在接收T多播数据之后，中间节点S仅将它转发到相邻节点，或者对该数据进行附加处理、例如进一步封装。该数据通过T多播技术被发送，直至到达边缘节点R。在一般说明中，如果PLMN中的高级节点必须在相应地理区域中对业务进行T多播，则该节点指示所有相应低级节点对该业务进行T多播。这意味着，如果指示SGSN对业务进行T多播，则SGSN指示RNC进行T多播。IP多播最好是用来向边缘节点R递送数据。边缘节点R进行从T多播到R广播的映射，并向用户广播数据。
可以任选地向相应地理区域中的用户提供附加信息，以便通知它们关于U广播业务和相应的内容。这个U广播业务信息保存在U-MC/BC服务器中，但可能从U/T-MC/BC管理中心进行更新。这意味着U广播业务信息可在所有终端已知的、例如图文电视之类的预先配置的缺省U-BC流上被发送。U广播业务信息的分发也可以是U-MC/BC服务器的任务，它通知终端用户终端关于业务的可用性。这可通过经由可用数据传输业务、例如SMS、USSD、WAP或会话通知协议发送与节目的可用性和检索详情有关的信息来实现。
关于广播业务可用性的信息最好是被发送到属于某个地理区域的那些节点。配置可在网络启动且广播业务适合配置时进行，或者网络根据需要来配置，即当支持新的广播业务时，进行网络的配置。在最后一种情况下，最好是利用具备广播能力的服务器与广播管理中心之间的接口。
本发明中所涵盖的解决方案集中于GSM或UMTS网络中的分组交换域。一般来讲，每当使用隧道技术、如GTP、L2TP、IPSec、移动IP等时均可应用这个概念。因此，本发明能够适用于具有两个IP层、即应用IP层和传输IP层的任何网络。同样，对于传输层基于支持多播传输的另一种技术、例如具有多播增强的ATM的情况，也可应用这些机制。
权利要求
1.用于在具有网络节点集合的面向点到点的分组交换电信网络中进行广播的方法，其中所述集合包括第一路由器和至少一个正服务于至少一个用户的主机，而且所述第一路由器与具备广播能力的服务器进行通信，其特征在于-广播管理中心配置所述网络节点以用于地理广播组内的广播提供，-所述具备广播能力的服务器把所述广播数据发送到所述第一路由器，以及-采用传输层上的多播技术，以便把所述广播数据从所述第一路由器路由到属于所述地理广播组的所述至少一个主机，以及-所述主机采用广播技术把所述广播数据发送到所述至少一个用户。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述地理广播组被定义为公用陆地移动网(PLMN)的地理区域。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述广播管理中心执行的所述配置是通过直接对属于所述特定地理区域的所述网络节点寻址来进行的。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述广播管理中心执行的所述配置是这样间接进行的，即，对网络节点进行寻址以建立到构建所述特定地理区域的另一些网络节点的连接。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述连接的建立是通过请求相应节点向所述特定地理区域登记来进行的。
6.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，向多播组登记的所述指示是通过因特网组消息协议IGMP或多播收听者发现MLD协议来进行的。
7.如以上权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，所述配置是经由所述广播管理中心与所述网络节点之间的信息交换接口进行的信息交换的一部分。
8.如以上权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，所述具备广播能力的服务器采用通过具备广播能力的服务器与广播管理中心之间的信息交换接口交换的信息来支持所述广播管理中心。
9.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述传输层上的所述多播技术采用传输级多播组隧道，所述隧道是通过用于隧道技术的传输层协议来建立的。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，用于隧道技术的所述传输层协议是GPRS隧道协议GTP协议。
11.如以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述多播数据递送是采用通过多播路由选择协议建立的多播递送树来进行的。
12.如以上权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，所述多播是IP多播。
13.如以上权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，所述广播技术采用在所述无线电接口上提供的广播技术。
14.如以上权利要求其中之一所述的方法，其特征在于，为了向用户递送所述广播数据，执行在所涉及的网络节点中的所述传输的一些部分的映射。
15.用于在具有网络节点集合的面向点到点的分组交换电信网络中的广播和/或多播管理的广播管理中心，其中所述集合包括第一路由器和至少一个正服务于至少一个用户的主机，而且所述第一路由器与具备广播能力的服务器进行通信，其特征在于所述广播管理中心具有-配置单元，用于把所述网络节点配置到地理广播组，以及-通信单元，用于与所述网络节点进行通信，以及-接收单元，用于接收信息，根据所述信息确定所述地理广播组。
16.适合在具有网络节点集合的面向点到点的分组交换电信网络中进行多播的路由器，其中所述集合包括至少一个所述路由器以及至少一个正服务于至少一个用户的主机，而且所述第一路由器与具备广播能力的服务器进行通信，其特征在于所述路由器具有-配置单元，用于配置所述网络节点以便提供地理广播组，以及-接收单元，用于接收数据，以及-用于在所述传输层上提供多播技术的装置，以及-发送单元，用于把所述多播数据发送到属于所述特定地理广播组的所述主机。
17.如权利要求16所述的路由器，其特征在于，所述路由器控制数据结构，以便管理所述接收的数据与所述发送的多播数据之间的关系。
18.适合在面向点到点的分组交换电信网络中进行广播的主机，其中所述主机的一端连接到至少一个路由器，而另一端连接到至少一个用户其特征在于所述主机具有-接收单元，用于接收通过所述传输层上的多播技术从所述路由器发送的多播数据，以及-关联单元，用于把所述正在接收的多播数据与正在发送到用户的广播数据相关联，以及-用于向所述用户提供广播技术的装置，-发送单元，用于向所述用户发送所述数据。
19.适合在具有网络节点集合的面向点到点的分组交换电信网络中进行广播的系统，其中所述集合包括至少一个路由器和至少一个正服务于至少一个用户的主机，而且所述第一路由器与具备广播能力的服务器进行通信其特征在于所述系统包括如权利要求15所述的广播管理中心、至少一个如权利要求16所述的路由器、至少一个如权利要求18所述的主机，并且执行如权利要求1所述的方法。
全文摘要
本发明涉及用于在面向点到点的分组交换电信网络中进行广播的方法、广播管理中心、路由器、主机以及系统。基本思想是把多播用于所述电信网络中的传输的一些部分。多播技术用于把广播数据发送到网络节点所属的地理广播组。网络节点由广播管理中心配置到特定地理广播组。
文档编号H04L12/56GK1605176SQ02824955
公开日2005年4月6日 申请日期2002年12月10日 优先权日2001年12月13日
发明者R·凯勒, T·洛马, F·亨德斯彻德特 申请人:艾利森电话股份有限公司