专利名称：用户网络中的组播方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，特别涉及用户网络中的组播技术。
背景技术：
在第一代模拟制式移动通信技术(1G)和第二代全球移动通信系统(Global System for mobile Communication，简称“GSM”)、码分多址(CodeDivision Multiple Access，简称“CDMA”)等数字移动通信技术(2G)之后，第三代移动通信(The Third Generation，简称“3G”)技术可以提供比2G更高速率的服务，从而可以支持更多样化的业务形式。
在第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)版本6(Release 6，简称“Rel6”)中，引入了组播(multicast)/广播(Broadcast)的概念，为用户提供了多媒体广播/组播业务(Multimedia Broadcast/MulticastService，简称“MBMS”)，该业务利用高效的无线传输技术将相同的信息发送到多个用户，能够更有效地利用优先的空中接口资源，提供更高的系统容量，也简化了信令流程。
其中，组播技术实现了3G网络中点到多点的高效数据传送，能够有效地节约网络带宽、降低网络负载，是普遍采用的多点通信技术。组播通信模型如图1所示，以源和目的为转发依据-(S，G)，采用树状的转发，网络负载不随用户规模增加而增加(树从根部开始一直到叶子都是一样粗)。
随着3G技术的发展，业务种类的丰富，使得用户体验不断得到提升。许多用户拥有多个设备并签约不同的服务，例如，甲用户有一个普通的手机，在乘车时还可以使用车载电话进行通话，他通过个人数字助理(PersonalDigital Assistant，简称“PDA”)，例如，Blackberry(一种无线手持装置)来收发电子邮件(E-mail)，还使用带数据卡的笔记本电脑(NoteBookcomputer，简称“NB”)上网等。尽管这些设备各有用途，有些还不止支持一种业务，例如，PDA还可以支持电话业务，但用户可以不必随时携带所有的设备而仍然能保持通信。
属于同一个用户的各设备可以组成个人域网络(Personal Area Network，简称“PAN”)。具体地说，PAN是应用短距离无线电新技术构成的“个人小范围”的信息网络，由属于同一用户的至少两个设备组成，在PAN内部用一定方式相互连接。
“个人小范围”是指用户个人家庭、办公室或个人携带的信息设备之间。无需使用电线、电缆、插销等等进行相互连接，只需要在需要互联的设备上加上一片很小的无线电收发芯片，来实现个人身边的各种信息电器之间的互联。例如，采用“蓝牙(Blue tooth)”技术所使用的无线电收发程序的芯片，只有一平方厘米大小，装在手机、NB等用户身边的设备上，就在用户个人的小范围内构成了“个人网络”。
在PAN中的所有设备对外使用唯一的被激活的用户服务识别模块(UserService Identify Module，简称“USIM”)。PAN中的各种设备使用该USIM接入外网，用户可以直接控制PAN。通过PAN，如图2所示，用户不用打开NB，就可以从手机上得知NB所收到的E-mail，并在手机上就能阅读这些E-mail。
另外，用户网络管理实体为用户管理这些物理上相隔很远或很近的但属于该用户的设备提供了途径。管理实体位于核心网中，如图3所示，通过该逻辑实体实现对该用户所有设备的管理，用户可以直接对该实体进行操作维护。
目前在用户网络管理里定义了对一个用户的多个设备的管理操作，例如，register/deregister(注册/去注册)、activation/deactivation(激活/反激活)，但只是针对点对点业务，例如，用户网络设备的控制、连接，业务的重定向等。
在实际应用中，上述方案存在以下问题当需要向用户网络中多个设备发送相同信息时，网络资源浪费严重，用户操作复杂。
造成这种情况的主要原因在于，由于目前的用户网络管理只针对单个设备进行，当需要向用户网络中多个设备发送相同信息时，需要用户进行反复多次地操作，同时这对网络资源也是一种浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用户网络中的组播方法及其系统，使得向用户网络中多个设备发送相同信息时可以节省网络资源、简化用户操作。
为实现上述目的，本发明提供了一种用户网络中的组播方法，包含以下步骤在用户网络的管理实体中将属于同一用户的至少两个设备加入到组播组中；根据所述管理实体中所述组播组内各设备的当前位置信息，建立从该管理实体连接到该组播组内各设备的组播承载；所述管理实体将组播信息通过所述组播承载发送到所述组播组内各设备。
其中，所述管理实体将组播信息封装在组播消息中发送，该组播消息的消息头中包含设备的标识、组播组标识，设备位置信息；所述设备收到所述组播消息后，去封装得到其中的组播信息。
此外在所述方法中，如果所述组播组内设备成功收到所述组播消息，则向所述管理实体返回确认消息；如果所述管理实体发送所述组播消息后，在预设时长内没有收到所述设备的确认消息，则对该设备进行点对点的重传。
此外在所述方法中，还包含以下步骤所述组播组中的设备需要离开组播组时，向所述管理实体发送去注册的请求，该管理实体根据该请求将该设备的信息从该组播组中删除。
此外在所述方法中，同一个设备可以同时属于两个或两个以上不同的组播组。
此外在所述方法中，所述用户网络内的设备需要向所述组播组发送组播信息时，先将该组播信息发送到所述管理实体，再由该管理实体发送到该组播组中的各设备。
此外在所述方法中，所述组播信息是用户数据、控制命令、或它们的组合。
此外在所述方法中，所述组播信息通过所述组播承载直接发送到独立的用户设备，或者，所述组播信息通过所述组播承载先发送到个人域网络中可被接入网识别身份的中心设备，再由该中心设备通过该个人域网络中的连接转发到属于相应组播组的其它设备。
本发明还提供了一种用户网络中的组播系统，包含同一组播组内的设备和管理实体中的组播功能模块；所述组播功能模块用于维护用户网络中的组播组信息，建立和释放组播承载；需要进行组播时，所述组播功能模块根据所述管理实体中所述组播组内各设备的当前位置信息，建立从该管理实体连接到该组播组内各设备的组播承载，将组播信息通过这些组播承载发送到该组播组内各设备。
其中，所述组播功能模块还用于对组播进行计费。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的主要区别在于，通过用户网络的管理实体采用组播方式向用户网络中的多个设备发送信息。预先将设备加入组播组，再根据组播组内各设备的当前位置建立组播承载，通过这些承载发送组播信息。在管理实体中引入了组播功能模块，用于组播组信息维护、建立和释放组播承载、以及组播计费。通过引入组播方式，现有技术中需要多次点对点发送的相同信息可以一次性地向一个组播组发送，从而节省了网络资源，简化了用户操作。特别是同一用户网络中的设备会组成多个PAN，而同一组播组中的多个设备也可能在同一个PAN中，此时只需要向这个PAN发送一个组播信息，就可以由这个PAN的中心设备分发给该组播组中所有在这个PAN中的设备，从而节约了从管理实体到PAN这一段的网络资源，而这一段的网络资源一般是公共网络，往往是通信的瓶颈所在。
组播组内设备收到组播信息后进行确认，管理实体对超时没有确认的设备进行点到点的重传。通过确认和重传机制保证了组播信息可以被可靠地传输。因为重传是采用点对点方式，而不是点对多点的组播方式，所以不会占用额外的网络资源。
图1是现有技术中组播通信模型示意图；图2是现有技术中PAN结构图；图3是现有技术中用户网络管理示意图；
图4是根据本发明第一实施方式的用户网络中的组播方法流程图；图5是根据本发明第二实施方式的用户网络中的组播系统结构图；图6是根据本发明第二实施方式的用户网络组播组管理示意图。
具体实施例方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明当需要对同一用户的各设备发送相同的信息时，通过将这些设备组成一个组播组，并采用组播技术来发送该信息，可以一次性的将该信息发送给这些设备，该用户可以方便的管理这些设备。
该用户的各设备可以根据需要，将这些设备根据不同的组合组成多个组播组，并通过在网络侧的管理实体中引入组播功能模块，来实现组播组信息维护、建立和释放组播承载、以及组播计费等组播管理功能(MulticastManagement Function，简称“MMF”)。
本发明第一实施方式的用户网络中的组播方法如图4所示。属于同一用户的设备有用户设备(User Equipment，简称“UE”)1、UE2、设备A和其它设备等，其中，UE2、设备A和其它设备属于该用户的同一PAN，这些设备的连接关系如图5所示。
在步骤401中，在用户网络的管理实体中将属于同一用户的UE1、UE2、设备A和其它设备(至少两个设备)加入到组播组中。其中，同一个设备可以同时属于两个或两个以上不同的组播组。每个组播组都分配有组播组标识(Group ID)，该组播组标识以及设备信息都存储在管理实体中。
在步骤402中，根据管理实体中组播组内各设备信息，以及这些设备的当前位置信息，例如，CELL ID(小区识别号)，建立从该管理实体通向该组播组内各设备的组播承载。
在步骤403中，用户网络内的设备，例如该组播组外的设备UE3需要向该组播组发送组播信息时，将该组播信息发送到管理实体。其中，组播信息可以是用户数据、控制命令或它们的组合。
在步骤404中，管理实体将组播信息通过组播承载直接发送到UE1。其中，组播信息由管理实体封装在组播消息中发送，该组播消息的消息头中包含设备的标识，例如，国际移动台识别号码(International Mobile StationIdentity，简称“IMSI”)、用户网络私有ID等，组播组标识和设备位置信息等信息。因为UE1是激活了USIM的独立设备，激活了USIM的设备可被接入网识别身份，所以管理实体可以直接将组播信息发送给它。
在步骤405中，管理实体将组播信息通过组播承载直接发送到UE2。UE2虽然是在PAN中，但它是激活了USIM的PAN中心设备，可以被所在的接入网识别身份，因此管理实体也可以直接将组播信息发送给它。
如果组播组内的设备A和其它设备不为独立的UE，则管理实体将组播信息通过组播承载先发送到PAN中可被接入网识别身份的中心设备，例如为UE2，由中心设备转发。
同一用户网络中的设备可以组成多个PAN，而同一组播组中的多个设备也可以在同一个PAN中，此时只需要向这个PAN的中心设备发送一个组播消息，就可以由这个PAN的中心设备分发给该组播组中所有在这个PAN中的设备，从而节约了从管理实体到PAN这一段的网络资源(在本实施方式中是管理实施方式到UE2这一段的网络资源)，而这一段的网络资源一般是公共网络，往往是通信的瓶颈所在。
在步骤406中，如果设备成功收到组播消息，例如，UE2成功接收到了组播消息，则在收到组播消息后，向管理实体返回确认消息，并将该消息去封装得到其中的组播信息。
在步骤407中，作为PAN中心设备的UE2通过该PAN中的连接将组播信息转发到该组播组内的设备A和非独立UE的其它设备。
在步骤408中，PAN中的设备A以及其它设备成功收到该组播消息后，向UE2返回确认消息，并也从该消息中提取组播信息。
在步骤409中，设备A以及该PAN中的其它设备所返回的确认消息由UE2转发给管理实体。
在步骤410中，如果管理实体发送组播消息后，在预设时长内没有收到设备的确认消息，例如，UE1未返回确认消息，则对UE1进行点对点的重传。通过确认和重传机制保证了组播信息可以被可靠地传输。因为重传是采用点对点方式，而不是点对多点的组播方式，所以不会占用额外的网络资源。
在步骤411中，UE1成功接收组播消息后，向管理实体返回确认消息。
如果采用现有技术，该组播消息需要对UE1、UE2、设备A以及其它设备进行多次的点对点发送，然而，通过引入组播方式，该组播消息可以一次性地向一个组播组发送，仅在设备未对该组播消息确认接收的情况下，才对该设备采用点到点发送，从而节省了网络资源，简化了用户操作。
在步骤412中，如果组播组中的设备需要离开组播组，例如，为UE1，则向管理实体发送去注册的请求。
在步骤413中，管理实体根据去注册请求将UE1的信息从该组播组中删除。
本发明第二实施方式的用户网络中的组播系统如图5所示，其中包含同一组播组内的设备和管理实体中的组播功能模块。其中，该组播组内的设备包含UE1、PAN，在该PAN中还包含UE2、非独立的设备A以及其它设备。
具体地说，组播功能模块用于维护用户网络中的组播组信息，建立和释放组播承载。当需要进行组播时，组播功能模块根据管理实体中组播组内各设备的当前位置信息(由管理实体中的其它模块维护)，建立从该管理实体连接到该组播组内各设备的组播承载，将组播信息通过这些组播承载发送到该组播组内各设备。
由于UE1和UE2均为激活了USIM的独立设备，激活了USIM的设备可被接入网识别身份，所以管理实体可以直接将组播信息发送给它们。对于该组播组内PAN中的非独立的设备A和其它设备，来自管理实体的组播信息由该PAN的中心设备UE2转发。
另外，组播功能模块还用于对组播进行计费。
应用该系统的用户网络组播的实现如图6所示，PAN1和UE1属于组播组1，PAN2和UE3属于组播组2，用户通过用户网络中的管理实体向组播组1内的各设备发送相同的用户数据，也向组播组2内的各设备发送相同的用户数据。
其中，组播组1中的各设备均在该用户的家中，当该用户离开家后，需要远程关闭家中的设备，此时，可以通过管理实体向组播组1发送关机的控制命令，便可关闭所有的组播组1内的各设备。
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种用户网络中的组播方法，其特征在于，包含以下步骤在用户网络的管理实体中将属于同一用户的至少两个设备加入到组播组中；根据所述管理实体中所述组播组内各设备的当前位置信息，建立从该管理实体连接到该组播组内各设备的组播承载；所述管理实体将组播信息通过所述组播承载发送到所述组播组内各设备。
2.根据权利要求1所述的用户网络中的组播方法，其特征在于，所述管理实体将组播信息封装在组播消息中发送，该组播消息的消息头中包含设备的标识、组播组标识，设备位置信息；所述设备收到所述组播消息后，去封装得到其中的组播信息。
3.根据权利要求2所述的用户网络中的组播方法，其特征在于，如果所述组播组内设备成功收到所述组播消息，则向所述管理实体返回确认消息；如果所述管理实体发送所述组播消息后，在预设时长内没有收到所述设备的确认消息，则对该设备进行点对点的重传。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的用户网络中的组播方法，其特征在于，还包含以下步骤所述组播组中的设备需要离开组播组时，向所述管理实体发送去注册的请求，该管理实体根据该请求将该设备的信息从该组播组中删除。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的用户网络中的组播方法，其特征在于，同一个设备可以同时属于两个或两个以上不同的组播组。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的用户网络中的组播方法，其特征在于，所述用户网络内的设备需要向所述组播组发送组播信息时，先将该组播信息发送到所述管理实体，再由该管理实体发送到该组播组中的各设备。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的用户网络中的组播方法，其特征在于，所述组播信息是用户数据、控制命令、或它们的组合。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的用户网络中的组播方法，其特征在于，所述组播信息通过所述组播承载直接发送到独立的用户设备，或者，所述组播信息通过所述组播承载先发送到个人域网络中可被接入网识别身份的中心设备，再由该中心设备通过该个人域网络中的连接转发到属于相应组播组的其它设备。
9.一种用户网络中的组播系统，其特征在于，包含同一组播组内的设备和管理实体中的组播功能模块；所述组播功能模块用于维护用户网络中的组播组信息，建立和释放组播承载；需要进行组播时，所述组播功能模块根据所述管理实体中所述组播组内各设备的当前位置信息，建立从该管理实体连接到该组播组内各设备的组播承载，将组播信息通过这些组播承载发送到该组播组内各设备。
10.根据权利要求9所述的用户网络中的组播系统，其特征在于，所述组播功能模块还用于对组播进行计费。
全文摘要
本发明涉及通信领域，公开了一种用户网络中的组播方法及其系统，使得向用户网络中多个设备发送相同信息时可以节省网络资源、简化用户操作。本发明中，通过用户网络的管理实体采用组播方式向用户网络中的多个设备发送信息。预先将设备加入组播组，再根据组播组内各设备的当前位置建立组播承载，通过这些承载发送组播信息。在管理实体中引入了组播功能模块，用于组播组信息维护、建立和释放组播承载、以及组播计费。组播组内设备收到组播信息后进行确认，管理实体对超时没有确认的设备进行点到点的重传。通过确认和重传机制保证了组播信息可以被可靠地传输。
文档编号H04L12/56GK101056186SQ20061002570
公开日2007年10月17日 申请日期2006年4月13日 优先权日2006年4月13日
发明者钟永锋, 张玲, 刘玲 申请人:华为技术有限公司