一种实现移动多媒体业务的系统和方法

文档序号:7952703
专利名称:一种实现移动多媒体业务的系统和方法
技术领域
本发明涉及移动多媒体技术领域,特别是指一种利用移动通信网络和广播电视网络实现移动多媒体业务的系统和方法。
背景技术
移动用户对包括手机电视的移动多媒体广播组播业务的需求日益旺盛,低成本高质量的移动多媒体广播组播业务对移动网络的带宽和空口资源提出了更为严格的要求。传统移动网络的点对点技术无法满足广播组播业务的要求,移动网络的点到多点技术可以实现广播组播业务,但频谱昂贵和空口功率和速率受限,无法向大量移动用户提供低成本高质量的丰富多媒体节目。因此,利用其他频段和系统,为移动用户提供移动多媒体业务的广播组播分发能力,满足移动用户的业务需求,是一个比较合适的方法。
目前,在结合移动网络的基础上,利用卫星广播实现移动多媒体业务的方案,如S-DMB方案,以及利用地面广播,通过提供传输平台控制业务广播下发的方案,如INSTINCT项目等,都试图向移动用户提供最好的移动多媒体业务体验。
S-DMB方案提供了端到端的移动广播组播技术,利用卫星来承载和传输广播组播业务,利用WCDMA的空口协议,直接向移动终端提供带内传输的广播组播能力。
S-DMB方案如果与WCDMA网络结合,则可以提供交互的移动多媒体业务;如果不与WCDMA网络结合,由于其本身就是一个端到端的系统方案,利用卫星的广播技术,可以向移动终端提供单向的包括手机电视的移动多媒体业务。实际上,S-DMB系统是一个单向下行的卫星广播系统,与传统卫星广播系统不同的是,S-DMB系统采用更高的发射功率,空口采用WCDMA的空口协议,以兼容目前的GPRS/UMTS手机终端和获得良好的覆盖。当然,无线频段采用的是移动卫星系统MSS的频段,而不是GPRS/UMTS的频段。
参见图1所示,与WCDNA网络相结合的S-DMB系统包括WCDMA网络、S-DMS-DMB卫星、S-DMB数据服务器、S-DMB Hub以及S-DMB地面转发器。
其中,S-DMB数据服务器,与UMTS网络或其他外部网络的内容提供商进行内容的交互,管理发往移动终端的格式化数据的传输。
S-DMB Hub,用于从S-DMB数据服务器获取移动终端所需的数据,并采用固定卫星业务FSS的频段,将该数据发往S-DMB的空间段。S-DMB Hub是可以基于UMTS中分组网络设备实现。
S-DMS-DMB卫星,是一个高功率的地球静止广播卫星,接收来自S-DMB Hub的数据,通过多个波束进行广播。每个波束有足够大的传输功率,以使标准手机能够正确接收。
由于在高楼林立的地区和室内,用户终端对卫星广播信号的接收效果不是很好。S-DMB地面转发器,用于接收来自S-DMS-DMB卫星的信号,再直接放大或经过处理后转发给用户终端,以达到高楼林立的地区和室内的良好接收。同时,与直接卫星广播信号一起,对用户终端实现了接收分集,改善了移动接收的能力。
下面介绍S-DMB方案的协议栈。
S-DMB方案的协议栈包括信令交互和数据传输两个方面,分别对应控制平面和用户平面。控制平面负责控制广播组播业务的传送,用户平面则负责将广播或组播数据传送给移动用户。
在S-DMB系统中,不但空口基于UMTS,有线网络部分也基于UMTS。S-DMB Hub功能实体由S-DMB支撑节点SSN和RNC两个物理实体组成,相当于UMTS的分组网络,发往卫星的空口可以通过改造NodeB来实现。S-DMB采用IP组播控制协议(IGMP)实现与数据服务器的控制平面功能。
由于S-DMB基于UMTS的功能实体,在用户平面上,协议基本相同,不同的是增加了一个内容传输层,以使广播组播数据在卫星广播环境下,更有效的传输。
S-DMB系统中的信令信息,如系统信息,由广播信道BCH传送,如图2所示为使所有的用户终端都能够正确解码BCH,系统信息的发送采用低速的固定的数据速率。对于广播业务,使用低速的固定的数据速率的S-CCPCH,以使所有用户终端都能接收。
S-DMB基于MBMS方案,通过改动UMTS分组网原有功能实体,结合卫星和地面转发器,为移动用户提供广播组播业务的分发能力,在空口只有S-DMB业务占用公共信道,可以提供较大系统容量和较广的覆盖。一个卫星波束在5MHz频段内可以提供2~3个384Kbps的容量。
如果按照一个视频流128Kbps,S-DMB方案在5MHz带宽下,最大可以提供9个节目。
S-DMB方案的主要劣势包括(1)需要重建一个传输网络,投资大;(2)需要发射卫星,业务投放市场时间长;(3)传输时延长,对实时业务支持不够;(4)节目还不够丰富;(5)传统的S-DMB终端不能同时支持S-DMB业务和UMTS业务的接收;(6)卫星室内覆盖不好。
在地面广播与移动网络融合的技术中,DVB-UMTS提出了融合的概念模型。图3为DVB-UMTS的概念模型。
在该概念模型下,有许多的实现方案,如欧盟的INSTINCT项目。该融合技术的出发点是提供平台传输子系统,控制业务提供子系统的业务在广播传输子系统和移动传输子系统上的分发,对业务本身并不处理。
(1)广播运营商和移动运营商必须与业务提供商签订业务服务等级SLA;(2)没有利用移动网络的广播组播能力;(3)系统的安全性不够,特别是内容的数字版权管理DRM不容易实现;(4)没有解决系统间切换,即广电接收到移动接收的切换或反之;(5)没有内容的整合和格式转换,没有充分利用各自传输网络的优势;(6)业务的运营没有考虑管制和实现问题,可操作性不强。

发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种实现移动多媒体业务的系统和方法,使其能根据用户终端的能力提供业务。
根据上述目的的一个方面,本发明提供了一种实现移动多媒体业务的系统,该系统包括内容提供子系统、业务提供子系统、融合业务子系统、广播传输子系统、移动传输子系统以及用户终端,其中,内容提供子系统和业务提供子系统,用于向业务融合子系统提供业务描述信息,所述业务描述信息包括业务内容、业务格式和业务播放时间;融合业务子系统,用于将用户描述信息发送给移动传输子系统,并根据终端能力信息确定分发业务的业务格式,利用所确定的业务格式将该业务内容发送给移动传输子系统或广播传输子系统;移动传输子系统,用于转发来自用户终端的终端能力信息给融合业务子系统,并将来自融合业务子系统的所述业务描述信息以及业务向用户终端发送;广播传输子系统,用于广播融合业务子系统发送的业务;用户终端,用于将终端能力信息发送给移动传输子系统,并根据接收到的所述业务描述信息对所述业务进行相应的接收和处理。
所述融合业务子系统可以包括路由管理器,用于对分发到广播传输子系统的业务进行路由管理,播控管理;业务描述服务器,用于保存或更新所述业务提供服务器或内容提供服务器提供的业务描述信息,并根据分发服务器提供的业务格式将业务内容进行转换,再向业务分发服务器提供相应业务格式的业务内容以及业务播放时间信息;交互服务器,用于接收来自用户终端的业务请求,以及从业务描述服务器中得到的业务格式和业务内容,并向移动传输子系统发送所述业务格式和业务播放时间;分发服务器,根据终端能力和网络接口状态,网络负载,业务的特性等信息为业务作出分发决策,以选取最合适的业务交付路径。
所述融合业务子系统还可以包括许可服务器,用于向MBCO终端提供必要的能查看到所分发业务内容的授权信息。
所述交互服务器可以与移动传输子系统的计费系统接口的相连,用于提供移动传输子系统的计费信息。
所述移动传输子系统可以为WCDMA网络或CDMA网络。
所述广播传输子系统可以包括广电控制器、IP/DVB网关、数字电视前端、复用器、电视发射机,其中,广电控制器,根据融合业务子系统的分发服务器的分发指示和来自数字电视前端提供的广电网络的负荷情况,对IP/DVB网关进行控制,控制IP包到DVB帧的转换;IP/DVB网关,负责将IP包封装成DVB帧;数字电视前端,产生传统的数字电视业务输出给用户;复用器,对数字电视前端提供的传统MEPG2流进行复用,发送给针对手持移动终端应用的电视发射机;电视发射机,用于对TS流进行信道编码和调制,根据针对手持用户终端的空口标准完成业务的地面广播。
所述融合业务子系统与广电传输系统中的IP/DVB网关之间的音视频业务流可以采用MPEG2/MPEG4/H.264/AVS-M、RTP/UDP、IP协议处理;所述融合业务子系统与广电传输系统中的IP/DVB网关之间的数据采用TCP/UDP、IP协议处理;所述融合业务子系统和移动传输系统中的基站之间的音视频流和数据流采用RTP/TCP/UDP、IP协议处理。
所述融合业务子系统和移动传输系统之间的控制面可以采用TCP/UDP、IP协议处理。
所述交互服务器与分发服务器之间,业务描述服务器与分发服务器之间可以采用NCSP、TCP/UDP、IP协议栈处理。
根据上述目的的第二个方面,本发明提供了一种利用上述的系统实现移动多媒体业务的方法,该方法包括以下步骤A.用户终端发送业务请求给融合业务子系统,其中包括终端能力信息;B.融合业务子系统收到该业务请求后,根据终端能力信息以及当前网络负载情况确定分发路径以及业务格式;C.融合业务子系统按照确定的分发路径、利用所述业务格式将用户所请求的业务内容分发给用户终端;D.用户终端接收该业务内容。
其中,在步骤A之前,该方法可以进一步包括A0、用户终端开机上电,检测移动传输子系统接口是否正常,如果移动传输子系统接口正常,则接入移动传输子系统,同时检测广播传输子系统接口状态,并记录该接口状态信息;A1、用户终端通过移动传输子系统向融合业务子系统上报终端能力信息;A2、融合业务子系统根据该用户终端上报的终端能力信息以及当前网络状况确定业务格式和业务播放时间,并将含有业务格式和业务播放时间的业务描述信息通过移动传输子系统发送给用户终端,则步骤A中所述业务请求是根据步骤A2中所述业务描述信息选择所需要的业务,并发起业务请求的。
步骤A中所述业务请求可以通过登陆互联网访问MBCO门户选择并触发。
在步骤A之后,并且在步骤B之前,该方法可以进一步包括B1、融合业务子系统判断该用户终端的业务请求是否正在被调度,如果是,则执行步骤B2,否则,执行步骤B;B2、融合业务子系统对该用户终端进行鉴权,如果鉴权通过,则执行步骤B3,否则,结束本流程;B3、融合业务子系统判断是否需要为该用户终端重定向业务,如果是,则执行步骤B,否则,执行步骤C。
在步骤C中在分发业务内容时,该方法可以进一步包括记录为该用户终端分发业务的交付路径以及时间和流量信息,并将记录的信息提供给移动网络的计费系统,并根据这些信息进行计费。
在步骤B2中,如果鉴权通过,则在步骤B中该方法可以进一步包括融合业务子系统产生加密信息和解密密钥,并将解密密钥通过移动传输子系统发送给用户终端;在步骤C中融合业务子系统对分发的业务内容进行加密,并且在步骤D中用户终端利用所述解密信息对接收的业务内容进行解密。
在执行步骤D的过程中,该方法可以进一步包括D1、用户终端通过移动传输子系统向融合业务子系统发送切换请求,其中含有用户终端能力信息;D2、融合业务子系统收到该切换请求后,判断当前网络资源是否满足切换要求,如果满足,执行步骤D3,如果不满足,则结束本流程;D3、融合业务子系统判断该业务是重定向,还是在所切换到的另一路径同时下发,如果是重定向,则融合业务子系统重定向业务,MBCO终端继续接收业务,否则,融合业务子系统采取在移动传输子系统下发拷贝业务。
在步骤D2之后,并且在步骤D3之前,该方法可以进一步包括D30、融合业务子系统根据业务描述服务器中的业务特点,计算得出利用所选网络传输该业务所需的费用,然后判断该费用是否超过该用户的消费能力,如果不超过,则提示用户是否继续消费,执行步骤D31,否则,执行步骤;D31、判断用户是否接受,如果接受,则执行步骤D3,如果不接受,则结束本流程。
如果步骤C中融合业务子系统采用在广播传输子系统中分发业务内容,则在步骤D30中传输该业务所需费用是所述融合业务子系统根据业务订购的用户数目,依据移动多媒体业务中心MM-SC所设定的移动广播组播用户阈值,计算移动传输子系统传输该业务的费用。
本发明提出的系统和方法,结合了针对手持移动终端的地面广播系统和移动网络,通过提供协同的融合业务平台,协调业务在两个异构网络的分发,综合了广电网络和移动电信网络的各自优点,为移动用户灵活提供丰富的包括手机电视的移动多媒体业务,本发明不仅实现了传输平台对业务的分发控制功能,还增强了对业务的集成和管理,更容易解决内容的数字版权DRM问题。而且,在本发明中,许可信息是单独于内容分开提供的,避免了广播传递内容中常见的“克隆”现象,使分发服务器能够使用最优化的内容交付路径,而不影响授权的传递。
由上述本发明的技术方案可知,本发明具有如下特点和优点1)本发明可以向具有广播接收能力的手机终端提供丰富业务(1)传统的移动电信业务和增值业务;(2)移动电视的接收;(3)实时业务;(4)其它适合广播发送的数据A、群发文本的接收;
B、广告、新闻、天气预报等信息的接收;C、短片的接收;D、下载类业务数据的接收;E、紧急信息通知;(5)交互式的移动多媒体业务。
2)结合手持广播空口和移动广播组播能力,灵活利用昂贵的移动频谱资源;3)网络结构简单,充分利用移动运营商和广电当前的传送网;4)利用融合业务子系统对内容进行加密,直到需要在MBCO终端播放时再进行解密,很容易实现内容保护,很容易实现DRM;5)在移动和广电协调运营模式下,避免了管制问题;6)在移动和广电协调运营模式下,广电手持发射机很容易实现与移动基站的共址,成本低,业务投放市场快;7)利用系统间切换,保证业务的连续性;8)与移动网络融合,容易实现交互式的非对称业务,如VOD点播,数据重传等;9)利用移动网络的SIM卡和融合业务子系统,容易实现安全和计费;10)系统实现简单,业务的实现成本低,移动用户业务体验好。


图1为现有技术中S-DMB系统的结构示意图;图2为S-DMB使用的下行信道了;图3为现有技术中DVB-UMTS的概念模型;图4为本发明系统的结构示意图;图5为本发明系统实现业务的业务情景;图6为本发明系统的一个具体实施例结构示意图;图7为本发明系统中,由广电传输网络分发的用户面协议栈示意图;
图8为本发明系统中,由移动传输网络分发的用户面协议栈示意图;图9为本发明系统中,融合业务子系统与移动传输子系统之间进行信令传输的控制面协议栈示意图;图10为融合业务子系统中信息交互的协议栈示意图;图11为本发明实现的用户终端初始化流程示意图;图12为本发明实现的用户终端业务获取流程示意图;图13为本发明实现的用户终端切换的流程示意图;图14为本发明实现的安全流程示意图;图15为本发明进行计费的流程示意图。
具体实施例方式
本发明充分利用广电网络和移动网络的各自优势,通过业务的融合和提供融合业务系统进行业务集成和管理,结合移动网络的广播组播能力,在不影响各自主流业务的运营下通过网络的协调为移动用户提供更好的业务和服务,试图达到多盈的局面。其中,融合的业务可以根据实际情况进行合适的分发,保证业务的连续性和很好用户体验。
参见图4所示,本发明的系统包括内容提供子系统(CP)401、业务提供子系统(SP)402、融合业务子系统(CSP)403、广播传输子系统(BDP)404、移动传输子系统(CDP)405和用户终端406。其中虚连接线段表示信令,实连接线段表示数据。具体来说,融合业务子系统(CSP)403与内容提供子系统(CP)401和业务提供子系统(SP)402之间,主要进行数据传输;融合业务子系统(CSP)403与广播传输子系统(BDP)404和移动传输子系统(CDP)405之间即有信令传输也有数据传输;融合业务子系统(CSP)403与用户终端406之间主要进行信令传输;广播传输子系统(BDP)404和移动传输子系统(CDP)405与用户终端406之间主要进行数据传输。
基于图4所示的结构,本发明系统的工作原理是内容提供子系统CP401和业务提供子系统SP402向融合业务子系统403提供业务描述信息,所述业务描述信息包括业务内容、业务格式和业务播放时间,融合业务子系统403用于保存和管理来自内容提供子系统CP401和业务提供子系统SP402的业务描述信息。
用户终端上电后,搜索网络以及检测移动网络接口和广播电视网络接口,记录广播电视网络接口是否正常的信息,并在移动网络接口正常的情况下接入移动传输子系统405。
用户终端406通过移动传输子系统405向融合业务子系统403发送含有终端能力信息和位置信息的业务请求,所述终端能力信息包括广播电视网络接口是否正常和/或终端所能支持的业务格式等信息。融合业务子系统根据该用户终端406的业务请求,确定该用户终端所点播的业务内容,并根据该用户终端的终端能力信息/或终端所能支持的业务格式,以及当前移动传输子系统405和广播传输子系统404的网络负载确定向该用户终端分发业务的业务格式和分发路径,并通过移动传输子系统405将确定的业务格式和分发路径以及业务播放时间信息发送给用户终端406。这里,分发路径是指通过在移动传输子系统405传输,还是在广播传输子系统404中传输。
当融合业务子系统403按照确定的业务格式和分发路径,在业务播放时间分发业务时,用户终端406可以在该业务播放时间,并按照所述分发路径进行相应的接收。
进一步地,为保证业务传输的安全性,融合业务子系统403在向用户终端下发业务内容之前,需要向用户终端下发业务密钥,用户终端接收业务时,根据该业务密钥进行解密,进而保证业务传输的安全。
图5为本发明系统应用的业务情景。从图5中可以看出,移动网络提供窄带业务,业务交互性很强,如语音、视频电话、视频会议、在线媒体等业务,也可以提供游戏、竞猜、商务信息、公共信息以及数据交换。而广电网络则提供单向的宽带业务,且多媒体业务丰富,如传统电视、无线电广播和数据推送等。交叉部分的业务为两者融合的业务,融合的业务在融合业务子系统的控制下进行灵活分发,可以保证系统间切换时业务的连续性。
图6为本发明系统的一个具体实施例示意图。参见图6所示,本实施例的系统包括融合业务子系统、业务提供子系统、内容提供子系统、IP网络和广播电视网络以及移动网络。其中业务提供子系统和内容提供子系统通过IP网络与业务融合服务器相连,融合业务子系统通过IP网络与移动网络或广播电视网络相连。
融合业务子系统包括路由管理器、分发服务器(DSDistribute Server)、许可服务器(GSGrant Server)、交互服务器(ISInteractive Server)和业务描述服务器(SDSService description Server)。广电网络包括广电控制器、复用器、IP/DVB网关、数字电视前端以及电视发射机DTT-H。
业务提供子系统和内容提供子系统可以提供传统地面数字电视业务和基于IP的业务。业务提供子系统和内容提供子系统将含有业务内容、业务格式和业务分发时间信息的业务描述信息通过IP网络发送给业务描述服务器。
业务描述服务器,负责接收、保存或更新业务提供服务器或内容提供服务器所提供的业务描述信息,并提供包括业务格式和业务播放时间的业务信息给交互服务器,向业务分发服务器DS提供业务的类型和特点等参数。
交互服务器,负责接收来自用户终端的所有业务请求,如业务点播、订购和帐户管理等业务请求等,并将用户终端的终端能力信息和网络接口信息提供给分发服务器;将从业务描述服务器中得到的包括业务格式和业务播放时间信息通过IP网络和移动网络提供给用户终端,以产生用户的媒体节目指南MPG。
进一步地,交互服务器可以与移动运营商计费系统接口相连,移动运营商计费系统可以根据业务的流量或时间等各种信息进行计费。
同时,交换服务器IS通过与移动终端的交换,获取移动终端的能力,网络接口等信息,向DS提供。
分发服务器,根据得到的用户终端的终端能力信息、网络负载以及业务特性等信息为业务确定分发决策,即业务格式以及业务路径等,从业务描述服务器得到业务格式、业务播放时间和业务内容等,并根据分发决策中确定的路径分发和分发格式并在业务播放时间分发业务。
路由管理器,用于实现多个IP流媒体节目到多个网络运营商的不同覆盖区域的路由管理,播控管理。具体来说,路由管理器可以提供一个管理平台,通过该平台对各个网络运营商之间的路由进行配置,实现路由管理。
进一步地,融合业务子系统中还可以进一步包括许可服务器,用于在交互服务器收到用户终端的业务请求后,对用户终端进行鉴权,并在鉴权通过后,向用户终端提供必要的授权信息,如权限和密钥,以便用户终端能够成功地查看到所分发的内容。
移动多媒体业务中心MM-SC和广电网络中的广电控制器BCtrl分别向分发服务器DS提供各自传输网络的负载情况;业务描述服务器SDS根据来自内容或业务提供子系统提供的业务描述信息,生成MBCO系统的业务信息,通过广电或移动网络通知移动终端,以产生用户的媒体节目指南MPG,同时,业务描述服务器SDS向业务分发服务器DS提供业务的类型和特点等参数。交换服务器IS通过与移动终端的交换,获取移动终端的能力,网络接口等信息,向DS提供。
DS根据业务参数,网络负载情况和终端的能力等信息,控制业务或内容提供商提供的内容的格式和分发。
另外,许可服务器GS通过与广电控制器BCtrl的交互,获取广电系统的SI信息,包括业务密钥等。
广电控制器根据融合业务子系统的分发服务器的分发指示和来自数字电视前端提供的广电网络的负荷情况,对IP/DVB网关进行控制,控制IP包到DVB帧的转换。
IP/DVB网关,负责将IP包封装成DVB帧。MBCO方案对手持移动终端的业务采用在RF层与传统的地面业务进行混合传输。
数字电视前端,产生传统的数字电视业务输出给用户,可以以TS流的方式提供。
复用器,对数字电视前端提供的传统MEPG2流进行复用,发送给针对手持移动终端应用的电视发射机DTT-H。
电视发射机DTT-H,用于对TS流进行信道编码和调制,根据针对手持移动终端的空口标准完成业务的地面广播。
在图6中,如果移动网络是GPRS/UMTS系统,则移动多媒体业务中心MM-SC是MBMS-SC,如果是CDMA1X系统,则移动多媒体业务中心MM-SC是BCMCS,负责对外部网络过来的业务进行分发,根据订购业务的用户数进行分发,采用MBMS广播组播,BCMSC广播组播或单播。
并且,移动网络中的其它设备,如GGSN,SGSN,RNC和NodeB等UMTS设备,或PDSN,BSC/PCF和BS,分别完成移动网络的原来相应的功能。
MBCO终端,在手机移动终端的基础上,集成了地面接收器,并通过融合在广电和移动网络接收进行协同工作。
另外,内容或业务提供子系统可以包括以下设备数字电视前端,用于产生传统的数字电视业务,以TS流的方式提供。
DVB/IP网关,用于在业务或内容提供子系统中,为了支持传统数字电视业务的IP承载,必须对业务进行格式转换,DVB/IP网关完成TS流的IP封装和转换。
流媒体服务器(SSStream Server),用于存储音视频流,可以支持MPEG4/H.264/AVS-M等针对手持移动终端的流格式。由业务提供商或内容提供商提供。
文件服务器(FSFile Server),以文件形式提供单播或广播组播数据。由业务提供商或内容提供商提供。
本发明的系统是一个融合的系统,对移动和广电网络进行协调,不影响各自的网络结构。因此,业务在各个网络的传输协议,即用户平面基本没有变化,协议的更多体现在控制平面,尤其是进行网络协调的信令部分。
下面介绍一下本发明MBCO方案的协议栈。
图7为本发明的系统由广电网络分发业务时所采用的用户面协议栈示意图。
参见图7所示,本发明的系统中,对于音视频业务,采用RTP协议进行传输,其他数据业务直接采用传统的TCP/IP协议进行传输。IP/DVB网关对接收到的IP业务进行MPE封装,根据需要实施FEC,最后输出MPEG2TS流,发送给针对手持移动终端的地面电视发射机,由地面电视发射机通过手持地面广播空口,发送给MBCO终端。MBCO终端从广电接收器接收到的MPEG2TS流进行处理,恢复出IP数据包,交给相应的上层进行处理。
图8为由移动网络分发业务的用户面协议栈示意图。
参见图8,图中所示的应用(Application)包括音、视频流和其他数据业务。GTP-U,UDP/IPn和AAL5/ATM是GPRS/UMTS分组核心网络的原有协议,完成应用在核心网的传输。分组数据汇集协议PDCP(Packet DataConvergence Protocol)映射高层特性到底层无线接口协议的特性,支持IPv4,PPP和IPv6等高层协议,并为其协议的透明性和控制信息压缩,如IP头部压缩等。
SP的应用经过RTP/TCP/UDP、IP/u和Link协议处理后,经过物理层发送给移动网络中的MBMS-SC,MBMS-SC将应用发送给GGSN,GGSN、SGSN、RNC、NodeB对该应用经过与现有技术相同的协议处理后,发送给用户终端。
如果采用CDMA网络分发的协议栈原理类似,这里不再赘述。
下面介绍控制面协议栈。
MBCO系统的控制平面包括两个部分,一是通过移动网络与MBCO系统的交互,二是融合业务子系统对移动网络和广电网络进行分发协调所需要的信令。
图9为当移动网络为UMTS网络时MBCO系统的交互控制面协议栈示意图。
参见图9所示,IS是业务融合子系统的交互服务器,通过移动网络如UMTS网络,处理MBCO终端的请求信息。MA是维护应用,是交互的信令信息。
其中,无线接入网络应用协议RANAP(Radio Access NetworkApplication Protocol)封装和传输高层信令,如移动管理MM和会话管理SM和交互信令等,处理SGSN和Iu模式RAN之间的信令,管理Iu接口的GTP连接。
控制面的隧道协议GTP-C(GPRS Tunneling Protocol for the controlplane)负责对SGSN和GGSN(Gn接口)之间或SGSN和外部PLMM网络(Gp接口)之间的信令信息及平台传输子系统之间的信令进行隧道传输。
信令连接控制部分SCCP(Signaling Connection Control Part)是7号信令的一部分,用于适配不同面向应用的信令。
无线资源控制RRC(Radio resource control)管理系统的无线资源,控制底层协议实体(PDCP,RLC,MAC和物理层)。
同样,通过CDMA网络实现的上行交换协议栈原理相似,这里不再赘述。
融合业务子系统对两个网络的协调表现在各个服务器之间的信息交互,其控制面协议栈参见图10所示。
各服务器之间的信息交互通过网络协作提交协议NCSP(NetworkCooperation Submission Protocol)来完成。
下面在图6所示的系统中实现各种业务的过程。
业务或内容提供子系统提供业务,并向融合业务子系统提供业务的描述,融合业务子系统通过业务公告协议经过广电系统和通过XML文件形式通过移动网络系统向MBCO终端提供业务的情况。
MBCO终端通过网络接口检测保持UMTS连接永远在线,并通过移动网络系统向融合业务子系统提供终端能力,用户对业务的消费习惯等信息。
融合业务子系统根据业务信息和终端信息,并根据网络的负载和业务订购的情况,为业务选择最合适的交付路径,并产生相应的交付记录,MBCO终端根据业务描述信息进行相应的接收和处理。
参见图11所示,MBCO终端的初始化的过程如下步骤1101MBCO终端和普通手机一样,开机上电。
步骤1102进行移动网络的搜索和接入,检测移动网络接口。
步骤1103MBCO终端判断是否检测到移动网络接口,如果是,则执行步骤1104,否则,返回步骤1102。
步骤1104MBCO终端检测广电接口,如果检测到,则执行步骤1105,如果没有检测到,则返回步骤1104。
步骤1105MBCO终端接入移动网络,并通过移动网络向MBCO系统交互服务器IS上报终端能力。
步骤1106MBCO终端获取系统的节目信息,以产生媒体节目指南MPG。
参见图12所示,MBCO终端业务获取过程如下步骤1201~1202MBCO用户需要进行业务消费时,通过MPG进行选择,也可以通过上网浏览MBCO门户进行选择,并向IS发送业务请求,其中含有身份标识、终端能力和位置信息。
步骤1203IS收到该业务请求后,判断该业务是否已调度,如果是,则执行步骤1206,否则,执行步骤1204。这里,已经调度的业务,如通过MPG选择的业务。
步骤1204IS对该终端进行鉴权,如果鉴权通过,则执行步骤1205,否则,执行结束本流程。
步骤1205IS判断是否需要重定向业务,如果需要则执行步骤1206。孤僻则执行步骤1207。
步骤1206DS决定分发路径。
步骤1207GS下发密钥,并通知终端需要接收的信息类型以及接收时间等信息。
步骤1208DS下发业务,IS记录交付路径。
步骤1209MBCO终端在相应接口接收业务。
从上述过程可以看出,如果是通过IS门户订购的业务,DS则根据终端能力、用户喜好、用户位置,网络负载和业务特点等信息进行交付路径的选择,GS在业务下发之前,下发业务密钥,并通知终端使用哪个网络接口进行接收,何时接收;如果是通过MPG选择的业务,则是已经调度的业务,则IS发起业务鉴权,如果鉴权通过,DS决定该业务是否需要重定向,即根据终端的能力和当时的情况决定是否需要选择另一个交付路径,如果不需要,仅仅需要GS下发业务密钥。
图13为MBCO终端进行系统间切换时的流程。
参见图13所示,MBCO终端进行系统间切换的过程如下步骤1301MBCO终端通过移动网络向IS请求切换网络,切换请求信息中携带了用户重选网络进行业务消费的费用承受能力。这里,MBCO终端发起切换的条件可以包括用户手动触发或当MBCO终端自身接收质量明显下降,需要重新选择网络时触发。
步骤1302IS收到切换请求后,向广电控制器或移动多媒体业务中心请求广电网络或移动网络的负载信息,判断网络资源是否满足,如果满足,执行步骤1303,否则,提示用户网络资源不满足,结束本流程。
步骤1303IS根据业务描述服务器中的业务特点,得出利用所选网络所需的费用,对于移动网络,IS还根据业务订购的用户数目,依据移动多媒体业务中心MM-SC所设定的移动广播组播用户阈值,获得移动网络传输该业务的费用,然后据此费用与用户的消费能力进行比较,如果超过用户的消费能力,则提示用户是否继续消费,执行步骤1304;如果不超过,执行步骤1305。
步骤1304判断用户是否接受,如果接受,则执行步骤1305,如果不接受,则结束本流程。
步骤1305DS根据实际情况判断该业务是重定向,还是在所切换到的另一路径同时下发,如果是重定向,则执行步骤1306,否则,执行步骤1307。
步骤1306DS重定向业务,执行步骤1308。
步骤1307DS采取在移动网络下发拷贝业务。比如该业务是广播业务,原来在广电网络进行下发,有移动用户由于当时广电接收的信号质量不好而触发系统间切换,则在这种情况下,移动多媒体业务中心MM-SC根据该业务当时消费的用户数目,相应的选择组播或单播下发。
步骤1308MBCO终端继续接收业务。
另外,MBCO系统的安全包括两个方面,一是传输的安全,另一是内容的安全。传输的安全包括业务在IP网络传输的安全和在移动网络和广电网络分发的安全。
IP网络的传输安全由IP网络的安全基础设施保证,如IPsec网络等,广电网络的分发安全由广电网络原有的条件接收系统CAS保证,同样,移动网络的分发安全由移动的安全体系结构来保证。
内容的安全涉及到数字版权管理DRM,为了保证业务提供商所提供的业务内容不被免费复制和转发,保证内容在终端观看时才进行解密是一个很好的方法。
MBCO应用层和移动网络链路层的加密,以及与终端的配合,可以实现内容在终端观看时才进行解密。
MBCO系统的安全基于MBCO终端的移动SIM卡,由于MBCO终端集成条件接收系统CAS的终端在工作时需要消耗许多能量,为了终端的省电,针对手持移动终端的融合业务在广电网络的传输不使用CAS,通过在MBCO应用层进行加密,在RF层与传统地面节目进行混合传输,实现内容的安全性。
参见图14所示,MBCO系统的安全过程如下步骤1401MBCO终端向MBCO系统发送接入认证请求。
步骤1402MBCO系统接收到该认证请求后,分局预先保存的该用户的签约信息进行业务鉴权,如果鉴权通过,执行步骤1403,否则,结束本流程。
步骤1403~1404GS产生加密信息,如加密密钥,以及产生该加密密钥对应的解密信息。
步骤1405GS选择交付路径下发加密信息对应的解密信息。
步骤1406DS根据加密信息进行加密和分发。
为了保证MBCO系统的安全,终端接入时需要进行认证,是MBCO系统的用户才可以接入。在用户进行业务消费时,MBCO系统根据用户的签约信息进行业务鉴权,许可的用户才能进行消费。许可服务器GS产生业务的加密信息,如加密密钥等,及对应的解密信息,在业务下发之前,通过合适的交付路径把解密信息下发给MBCO终端。
DS根据GS的加密信息,对业务进行加密,并选择合适的交付路径进行分发。密钥等信息的分发和业务分发的路径可能不同。
MBCO系统的业务融合子系统提供与第三方计费系统的接口,本发明利用移动网络的计费系统进行计费。融合业务子系统在进行业务的分发时所记录的业务交付路径等信息可以提供给计费系统进行计费,移动和广电之间的利益分红和结帐根据该信息进行。
参见图15所示,MBCO系统的计费过程如下步骤1501DS分发业务。
步骤1502IS判断该业务是否是调度业务,如果是,则执行步骤1503,否则,执行步骤1504。
步骤1503该业务需要重定向,如果需要,则执行步骤1504,否则,结束本流程。
步骤1504确认终端是否收到,如果收到,则执行步骤1506,否则,终端请求重传,返回步骤1504。
步骤1506IS记录交付路径并启动计费。
通过上述步骤可以看出,对于调度的业务,即通过MDP选择的业务,只有在业务需要重定向时,即通过另一交付路径下发时,IS才启动计费;对于非调度的业务,IS在确认终端收到业务时,才记录该用户对该业务的消费情况。IS记录的消费信息,提供给移动网络的计费系统。
本发明的MBCO方案是结合了移动网络的交互和广电网络的宽带的优势,为移动用户提供低廉的丰富多媒体节目的端到端方案。
并且,业务的分发取决于业务的特性,用户的要求及网络的运行情况,使移动运营商和广播运营商相互合作,利用各自优势为移动用户提供最好的业务用户体验,以达到多盈的结果。
MBCO系统基于IP网络,通过新增功能实体组成融合业务子系统对移动网络和广电网络进行协同工作,不影响各自网络原来的结构和组网。
广电的手持发射机是针对手持移动终端的地面电视发射机,由于高功率的广播特性,覆盖范围比移动基站大,但由于需要支持手持移动,覆盖范围又比传统的地面电视发射机小,一般来说,其覆盖范围大约在10~15公里,对于一个大城市,大约需要10个针对手持移动终端的地面电视发射机。这些发射机可以与移动运营商的基站共享站址,减少基站机房的建设。
MBCO的成本主要在于业务融合子系统,对于移动运营商而言,只需要增加移动多媒体业务中心MM-SC,用于与融合业务子系统交互信息;而对于广播运营商来说,只需要增加广电控制器,用于与融合业务子系统交互信息。
权利要求
1.一种实现移动多媒体业务的系统,其特征在于,该系统包括内容提供子系统、业务提供子系统、融合业务子系统、广播传输子系统、移动传输子系统以及用户终端,其中,内容提供子系统和业务提供子系统,用于向业务融合子系统提供业务描述信息,所述业务描述信息包括业务内容、业务格式和业务播放时间;融合业务子系统,用于将用户描述信息发送给移动传输子系统,并根据终端能力信息确定分发业务的业务格式,利用所确定的业务格式将该业务内容发送给移动传输子系统或广播传输子系统;移动传输子系统,用于转发来自用户终端的终端能力信息给融合业务子系统,并将来自融合业务子系统的所述业务描述信息以及业务向用户终端发送;广播传输子系统,用于广播融合业务子系统发送的业务;用户终端,用于将终端能力信息发送给移动传输子系统,并根据接收到的所述业务描述信息对所述业务进行相应的接收和处理。
2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述融合业务子系统包括路由管理器,用于对分发到广播传输子系统的业务进行路由管理,播控管理;业务描述服务器,用于保存或更新所述业务提供服务器或内容提供服务器提供的业务描述信息,并根据分发服务器提供的业务格式将业务内容进行转换,再向业务分发服务器提供相应业务格式的业务内容以及业务播放时间信息;交互服务器,用于接收来自用户终端的业务请求,以及从业务描述服务器中得到的业务格式和业务内容,并向移动传输子系统发送所述业务格式和业务播放时间;分发服务器,根据终端能力和网络接口状态,网络负载,业务的特性等信息为业务作出分发决策,以选取最合适的业务交付路径。
3.根据权利要求1或2所述的系统,其特征在于,所述融合业务子系统包括许可服务器,用于向MBCO终端提供必要的能查看到所分发业务内容的授权信息。
4.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述交互服务器与移动传输子系统的计费系统接口的相连,用于提供移动传输子系统的计费信息。
5.根据权利要求1所述系统,其特征在于,所述移动传输子系统为WCDMA网络或CDMA网络。
6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述广播传输子系统包括广电控制器、IP/DVB网关、数字电视前端、复用器、电视发射机,其中,广电控制器,根据融合业务子系统的分发服务器的分发指示和来自数字电视前端提供的广电网络的负荷情况,对IP/DVB网关进行控制,控制IP包到DVB帧的转换;IP/DVB网关,负责将IP包封装成DVB帧;数字电视前端,产生传统的数字电视业务输出给用户;复用器,对数字电视前端提供的传统MEPG2流进行复用,发送给针对手持移动终端应用的电视发射机;电视发射机,用于对TS流进行信道编码和调制,根据针对手持用户终端的空口标准完成业务的地面广播。
7.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述融合业务子系统与广电传输系统中的IP/DVB网关之间的音视频业务流采用MPEG2/MPEG4/H.264/AVS-M、RTP/UDP、IP协议处理;所述融合业务子系统与广电传输系统中的IP/DVB网关之间的数据采用TCP/UDP、IP协议处理;所述融合业务子系统和移动传输系统中的基站之间的音视频流和数据流采用RTP/TCP/UDP、IP协议处理。
8.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述融合业务子系统和移动传输系统之间的控制面采用TCP/UDP、IP协议处理。
9.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述交互服务器与分发服务器之间,业务描述服务器与分发服务器之间采用NCSP、TCP/UDP、IP协议栈处理。
10.一种利用权利要求1所述的系统实现移动多媒体业务的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤A.用户终端发送业务请求给融合业务子系统,其中包括终端能力信息;B.融合业务子系统收到该业务请求后,根据终端能力信息以及当前网络负载情况确定分发路径以及业务格式;C.融合业务子系统按照确定的分发路径、利用所述业务格式将用户所请求的业务内容分发给用户终端;D.用户终端接收该业务内容。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在步骤A之前,该方法进一步包括A0、用户终端开机上电,检测移动传输子系统接口是否正常,如果移动传输子系统接口正常,则接入移动传输子系统,同时检测广播传输子系统接口状态,并记录该接口状态信息;A1、用户终端通过移动传输子系统向融合业务子系统上报终端能力信息;A2、融合业务子系统根据该用户终端上报的终端能力信息以及当前网络状况确定业务格式和业务播放时间,并将含有业务格式和业务播放时间的业务描述信息通过移动传输子系统发送给用户终端,则步骤A中所述业务请求是根据步骤A2中所述业务描述信息选择所需要的业务,并发起业务请求的。
12.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,步骤A中所述业务请求是通过登陆互联网访问MBCO门户选择并触发的。
13.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在步骤A之后,并且在步骤B之前,该方法进一步包括B1、融合业务子系统判断该用户终端的业务请求是否正在被调度,如果是,则执行步骤B2,否则,执行步骤B;B2、融合业务子系统对该用户终端进行鉴权,如果鉴权通过,则执行步骤B3,否则,结束本流程;B3、融合业务子系统判断是否需要为该用户终端重定向业务,如果是,则执行步骤B,否则,执行步骤C。
14.根据权利10~13所述的方法,其特征在于,在步骤C中在分发业务内容时,该方法进一步包括记录为该用户终端分发业务的交付路径以及时间和流量信息,并将记录的信息提供给移动网络的计费系统,并根据这些信息进行计费。
15.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,在步骤B2中,如果鉴权通过,则在步骤B中该方法进一步包括融合业务子系统产生加密信息和解密密钥,并将解密密钥通过移动传输子系统发送给用户终端;在步骤C中融合业务子系统对分发的业务内容进行加密,并且在步骤D中用户终端利用所述解密信息对接收的业务内容进行解密。
16.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,在执行步骤D的过程中,该方法进一步包括D1、用户终端通过移动传输子系统向融合业务子系统发送切换请求,其中含有用户终端能力信息;D2、融合业务子系统收到该切换请求后,判断当前网络资源是否满足切换要求,如果满足,执行步骤D3,如果不满足,则结束本流程;D3、融合业务子系统判断该业务是重定向,还是在所切换到的另一路径同时下发,如果是重定向,则融合业务子系统重定向业务,MBCO终端继续接收业务,否则,融合业务子系统采取在移动传输子系统下发拷贝业务。
17.根据权利要求16所述的方法,其特征在于,在步骤D2之后,并且在步骤D3之前,该方法进一步包括D30、融合业务子系统根据业务描述服务器中的业务特点,计算得出利用所选网络传输该业务所需的费用,然后判断该费用是否超过该用户的消费能力,如果不超过,则提示用户是否继续消费,执行步骤D31,否则,执行步骤;D31、判断用户是否接受,如果接受,则执行步骤D3,如果不接受,则结束本流程。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,如果步骤C中融合业务子系统采用在广播传输子系统中分发业务内容,则在步骤D30中传输该业务所需费用是所述融合业务子系统根据业务订购的用户数目,依据移动多媒体业务中心MM-SC所设定的移动广播组播用户阈值,计算移动传输子系统传输该业务的费用。
全文摘要
本发明公开了一种实现移动多媒体业务的系统和方法,包括内容提供子系统和业务提供子系统,用于向业务融合子系统提供业务描述信息;融合业务子系统,用于将用户描述信息发送给移动传输子系统,并根据终端能力信息确定分发业务的业务格式,利用该业务格式将业务内容发送给移动传输子系统或广播传输子系统;移动传输子系统,用于转发来自用户终端的终端能力信息给融合业务子系统,并将接收的业务描述信息以及业务向用户终端发送;广播传输子系统,用于广播融合业务子系统发送的业务;用户终端,用于将终端能力信息发送给移动传输子系统,并根据接收到的业务描述信息对业务进行相应的接收和处理。本发明可以根据用户终端的能力分发业务。
文档编号H04N7/16GK101022571SQ20061000765
公开日2007年8月22日 申请日期2006年2月15日 优先权日2006年2月15日
发明者庄宏成, 张毅 申请人:华为技术有限公司
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