一种无线广播多播系统及方法

专利名称：一种无线广播多播系统及方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种无线广播多播(MBMS) 系统及方法。
背景技术：
多媒体广播多播服务(Multimedia Broadcast Multicast Service, MBMS) 是第三代移动通信组织(3G Partner Project, 3GPP)在其标准化文档的版本 Rel6以后引入的一项业务，是指一个数据源向多个用户发送数据的点到多点 业务，从而实现网络资源共享，以尽可能少的资源实现对尽可能多的相同需求 的多媒体用户的服务。在无线接入网部分，多媒体广播多播服务通过使用公共 传输信道和公共无线承载，可以实现高速率的多媒体业务的组播和广播。在3GPP的长期演进项目(Long Term Support, LTE)中提出了增强的 MBMS业务，即E-MBMS，其具有以下特点MBMS可以使用单播业务相同 的载波，也可以独立使用载波，即单频网模式(Single Frequency Network, SFN); 在广播模式下，E-MBMS在小区边缘达到lbit/s/Hz的频谱利用率；E-MBMS 基本的调制、编码和多址接入机制和单播业务相同，并可以同时提供MBMS 业务和单播业务；单小区广播和多小区广播业务可以采用不同的传送机制；移 动终端设备(Mobile Terminal ， MT)在空闲模式和连接模式都可以接收到 MBMS业务；定义了 MBMS传输信道(MBMS point-to-muMpoint Tra伍c CHannel， MTCH)和MBMS控制信道(MBMS point-to-multipoint Control CHannel， MCCH)作为MBMS业务的传输和控制信道；对于MBMS专属小 区，不支持上行数据和计数，不支持单播业务。根据传送业务的范围，E-MBMS分为单小区传送(非单频网模式)和多 小区传送(单频网模式)。对于多小区传送的单频网模式(SFN) : MBMS业务在多个小区内传送， MBMS传输信道(MTCH)和MBMS控制信道(MCCH)都承载在广播多播信道(Multi-Channel, MCH);支持多小区的信息合并；采用点到多点的方 式发送；采用同步内容发送。对于单小区传送的非单频网模式(非SFN) : MBMS业务仅在一个特定 的小区内传送；不支持多小区的MBMS业务合并。多小区E-MBMS发送的核心是单频网模式(SFN)的下行宏分集软合并， 小区之间需要取得同步使得终端设备(MT)可以合并多小区的信号，采用时 分复用(Time Division Multiplexing, TDM)或者步员分复用(Frequency Division Multiplexing, FDM)传输。对于时分复用(TDM)和频分复用(FDM) ， E-MBMS 数据流都需要和下行物理层和MAC层信令复用在一起。多个E-MBMS数据 流之间的复用主要采用时分复用方式，以减少E-MBMS数据流的接收时间。但是，对于E-MBMS来说，还有很多的方面的问题需要解决，包括是否 使用反馈机制来控制MBMS 使用哪种反馈方式？多小区的MBMS服务如何 进行动态的管理？如何管理MBMS的无线资源分配？如何在接收MBMS服务 时处理移动终端(MT)的移动性问题等等。因此，现有技术无法对E-MBMS 业务进行动态的管理。发明内容本发明的目的在于提供一种无线广播多播系统及方法，其具有良好服务持 续性，使得终端设备在不同类型的小区之间移动时能尽可能好地接收广播多播 数据。为实现本发明的目的而提供的一种无线广播多播系统，包括移动终端，无 线基站，内容分发中心，广播多播网关和广播多播控制中心，所述广播多播控 制中心包括服务配置模块，用于根据内容分发中心的服务信息，决定服务在小 区上的资源配置方式，并由不同的资源配置方式控制不同的资源配置。所述资源配置方式为单频网模式或单小区广播模式或单小区混合模式资 源配置方式。所述服务配置模块，包括单频网区域配置模块，用于在单频网模式下，对 一单频网区域覆盖的多个小区，在提供广播多播服务期间，对全部小区的资源 进行动态管理。所述服务配置模块，包括资源分配模块和存储模块，其中所述资源分配模块，用于在单频网与单小区混合模式下，根据终端回馈模 块通过反馈信道上行回馈的信息，对广播多播的无线资源的动态分配；
所述存储模块，用于存储各个广播多播服务的位置、类型信息。
所述无线基站，包括第二资源分配模块，用于在单小区广播模式下，进行 无线资源分配，并通过发送信令通知所述广播多播控制中心其所作的操作。
为实现本发明目的还提供一种无线广播多播系统资源配置方法，包括下列 步骤
步骤A，根据内容分发中心的服务信息，决定服务在小区上的资源配置方 式，并由不同的资源配置方式控制不同的资源配置。 所述步骤A包括下列步骤
步骤A1，在资源充足的情况下，广播多播控制中心将一服务配置成使用 单频网方式，在单频网模式下，对一单频网区域覆盖的多个小区，在广播多播 服务提供期间，对全部小区的资源进行动态管理。
所述步骤A1包括下列步骤
步骤All，当单频网区域邻接的小区有用户加入广播多播服务，并且该小 区的资源足够时，将该小区加入单频网区域，进行单频网区域的扩张；
步骤A12，当一单频网区域中的小区不再需要发送广播多播数据时，该小 区不再为广播多播资源使用无线资源，进行单频网区域的縮减。
所述步骤A11包括下列步骤
步骤Alll，当移动终端申请加入广播多播服务时，如果所述无线基站检 测到广播多播服务并没有在本小区内配置，则所述无线基站向广播多播控制中 心发送广播多播服务配置请求；
步骤A112，所述广播多播控制中心收到该请求后检测所述无线基站周围 的基站动态资源分配；
步骤A113，如果所述无线基站与一个单频网区域相邻并且该单频网区域 已经配置了广播多播服务，则所述广播多播控制中心将该单频网的资源分配信 息发送给该无线基站，该无线基站收到信息后进行资源配置；
步骤A114，如果该无线基站中分配与单频网相同的资源，则该无线基站 为广播多播服务配置资源，并加入单频网区域，然后将配置信息报告给所述广 播多播控制中心。所述歩骤A12包括下列步骤步骤A121，移动终端向其他小区移动触发小区切换过程时，如果该移动 终端已经被配置了广播多播服务，则无线基站在切换的过程中向广播多播控制 中心报告用户的广播多播服务变更；步骤A122，该广播多播控制中心在检测到移动终端目标小区的广播多播服务配置情况后，如果发现目标小区配置了广播多播控制服务和目标小区没有加入所述单频网区域，则检测用户在无线基站中广播多播服务的接收情况；步骤A123，如果无线基站中没有用户在接收广播多播服务，则由广播多播控制中心通知无线基站将分配给广播多播服务的资源释放；同时，广播多播 控制中心修改单频网区域覆盖的信息。 所述步骤A还包括下列步骤步骤A2，在资源不足的情况下，广播多播控制中心将一服务配置成使用 单频网与单小区广播混合方式；在单频网与单小区混合模式下，根据反馈信道 上行回馈的信息，对广播多播的无线资源的动态分配，并存储各个广播多播服 务的位置、类型信息。所述步骤A2还包括下列歩骤移动终端在处于连接状态时，将其信息通过反馈信道上行回馈给网络端， 由网络端控制切换过程进行小区切换，以及广播多播服务。所述的无线广播多播系统资源配置方法，还包括下列步骤 步骤B，在单小区广播模式下，进行无线资源分配，并通过所述无线基站 发送信令通知广播多播控制中心其所作的操作。 所述步骤B包括下列步骤步骤Bl，广播多播控制中心为每一个广播多播服务向其覆盖的小区的无 线基站发送资源配置信息；步骤B2，当该无线基站接收到移动终端的广播多播服务请求后检测自身 的资源配置，如果该无线基站被配置成单小区广播模式，则由无线基站自身为 该广播多播服务向移动终端发送资源配置信息，同时该无线基站将该用户的服 务配置信息发送给广播多播控制中心；步骤B3，广播多播控制中心在收到该无线基站发送的服务配置信息后保 存在此小区上的该服务配置信息，并作为其他小区和/或其他广播多播服务资 源分配的参考。
本发明的有益效果是本发明的无线广播多播系统及方法，通过设置无线 广播多播系统中各个实体中的功能，通过各个实体之间的信令交互和灵活的系 统策略方法，可以在提供不同类型，不同覆盖范围的广播多播服务的前提下保 证良好的广播多播服务的持续性，从而提高广播多播服务的质量。


图1为本发明无线广播多播系统结构示意图； 图2为本发明移动终端(MT)在单频网内部移动示意图； 图3为移动设备在单频网与单小区广播之间移动示意图； 图4为单小区广播模式下移动示意图5为空闲状态下移动终端(MT)移动单小区广播模式流程图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明的一种无线广播多播系统及方法进行进一步详细说明。应当理 解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一种无线广播多播系统及方法，对于使用了动态服务管理和单频 网模式(SFN)技术的增强的无线广播多播系统(E-MBMS)，通过本发明提 供的技术方案，可以为移动终端设备(MT)提供良好的广播多播服务质量保 障，使得设备在不同类型的小区之间移动时能尽可能好的接收广播多播数据。
下面详细说明本发明的无线广播多播系统，如图1所示，包括移动终端 (MT)4，无线基站(Base Station, BS)3，广播多播控制中心(Multicast Broadcast Center, MBC) 2，内容分发中心(Content Delivery Center, CDC) 5，以及广 播多播网关(Multicast Broadcast Gateway, MB陽GW) 1，其中
所述移动终端(MT) 4，用于接收无线数据，并通过测量和反馈来协助无 线基站(BS) 3实现移动性的功能；所述无线基站(BS) 3，作为无线空中接口的主要实体，用于无线资源管
理，动态的单播无线资源分配；
所述广播多播网关(MB-GW) 1，作为核心网络和空中接口之间的连接实 体，用于数据的分发，向一组申请了一广播多播服务的小区发送广播多播数据 并确保该过程在各小区之间同步进行；
所述广播多播控制中心(MBC) 2，作为广播多播系统中支持广播多播动 态、灵活、高效的提供广播多播服务的主要实体，用于在不同的管理范围内管 理广播多播资源的动态分配以及处理广播多播服务的服务持续性。
所述内容分发中心(CDC) 5，作为一个数据分发实体，用于广播多播数 据提供和发布。
一般地， 一个无线广播多播服务的发送从内容分发中心(CDC) 5开始。 内容分发中心5从内容提供商处获得广播多播服务的数据源，然后对每一个可 以提供的广播多播服务，通过通知广播多播网关(MB-GW) 1向所配置的初 始服务提供区域发出服务可用的公告；当广播多播数据已经准备好以后，广播 多播网关(MB-GW) 1将向相关的区域发送会话开始信息；然后相应的广播 多播网关1请求内容分发中心5将对应的数据源以一个标准服务的形式从内容 分发中心5发送到广播多播网关1自身；在发送服务通知后，广播多播网关l 就开始向所有关联的无线基站(BS)3同步的发送广播多播服务数据到终端4。 这些过程是在广播多播控制中心(MBC) 2的协助和控制下进行的。
一个广播多播服务区域可以包含一个或者多个SFN区域，数量不等的使 用单小区广播的小区以及可能的一些不发送服务数据的小区。
通常的情况下，在无线资源足够时，整个广播多播服务区域被配置成同一 个SFN区域，在整个区域上使用相同的频率和其他的数据流配置发送该广播 多播服务。
当无线资源不足以为整个服务配置一个整体的SFN区域时，在服务区域 内部可以配置一些更小的SFN区域，同时，为那些不能分配成SFN模式的小 区使用单小区广播模式。
因此，资源配置方式包括单频网(SFN)模式，单频网与单小区混合模式， 单小区模式。本发明的无线广播多播系统，在增强的无线广播多播系统(E-MBMS)中， 本发明的广播多播控制中心(MBC) 2，包括服务配置模块21，用于根据内容 分发中心的服务信息，决定服务在小区上的资源配置方式，并由不同的资源配 置方式控制不同的资源配置。
广播多播控制中心2的服务配置模块21，其根据内容分发中心5传送来 的广播多播服务的信息(即服务信息)，决定服务在小区上的资源配置方式为 该服务配置成单频网、单小区广播或混合模式等资源配置方式。广播多播控制 中心2从内容分发中心5获得该服务覆盖的范围和服务需求等信息，然后广播 多播控制中心2的资源分配模块21通过检査控制中心上保存的各个小区的资 源配置情况，结合该服务的覆盖范围和带宽需求信息，决定在服务覆盖的小区 上为该服务配置成单频网、单小区广播或混合模式等资源配置方式，并由不同 的配置方式控制不同的资源配置，构成不同的场景，从而在最大程度上保证增 强的广播多播服务的持续性。
进一步地，所述服务配置模块21，包括SFN区域配置模块211，用于在 单频网模式下，对一 SFN区域覆盖的多个小区，在广播多播服务提供期间， 对全部小区的资源进行动态管理。
更进一步地，所述服务配置模块21，包括资源分配模块212和存储模块
213。
所述资源分配模块212，用于在单频网与单小区混合模式下，根据终端回 馈模块41通过反馈信道上行回馈的信息，对广播多播的无线资源的动态分配；
所述存储模块213，用于存储各个广播多播服务的位置、类型等信息。
所述移动终端(MT) 4，包括回馈模块41，用于当移动终端处于连接状 态时，将移动终端的信息通过反馈信道上行回馈给网络端，由网络端控制切换 过程进行小区切换，以及广播多播服务。
更进一步地，本发明的无线基站(BS) 3，包括第二资源分配模块31，用 于在单小区广播模式下，进行无线资源分配，并通过发送信令通知广播多播控 制中心(MBC) 2其所作的操作。
相应地，本发明还提供一种无线广播多播系统资源配置方法，包括下列步
骤歩骤SIOO，根据内容分发中心的服务信息，决定服务在小区上的资源配 置方式，并由不同的资源配置方式控制不同的资源配置。
广播多播控制中心根据内容分发中心传送来的广播多播服务的信息(即服 务信息)，决定服务在小区上的资源配置方式，广播多播控制中心从内容分发 中心获得该服务覆盖的范围和服务需求等信息，然后广播多播控制中心通过检 查控制中心上保存的各个小区的资源配置情况，结合该服务的覆盖范围和带宽 需求信息，决定在服务覆盖的小区上为该服务配置成单频网、单小区广播或混 合模式等资源配置方式，并由不同的配置方式控制不同的资源配置，构成不同 的场景，从而在最大程度上保证增强的广播多播服务的持续性。
进一步地，所述步骤S100包括下列步骤
步骤S110，在单频网模式下，对一SFN区域覆盖的多个小区，在广播多 播服务提供期间，对全部小区的资源进行动态管理；
在使用了单频网模式(SFN)技术的增强的无线广播多播系统(E-MBMS) 中， 一个广播多播服务区域中包括了 SFN同步区域，通过在不同的小区之间 使用同一个频率，发送广播多播服务形成单频网模式(SFN)，这样就可以提 高频谱利用率，提高终端接收的质量并消除边缘效应。
一个SFN区域可以包含两种类型的小区， 一种小区是普通的SFN小区， 这一类小区被配置为SFN模式并进行广播多播数据的发送；另一类小区是保 留小区，该类型的小区同样将用于一广播多播服务的资源分配给该服务，不同 的是这些资源并不用于承载数据，即该小区不会发送对应的广播多播服务，而 相应的资源被保留下来防止被分配给其他的服务从而对邻接的SFN小区造成 干扰。较佳地，在一时刻，只有部分SFN区域边缘的小区被配置成为保留小 区，以节省无线资源。
所述动态管理，包括下列步骤
步骤Slll，当SFN区域邻接的小区有用户加入广播多播服务，并且该小 区的资源足够时，将该小区加入SFN区域，进行SFN区域的扩张； 具体地，所述单频网(SFN)的扩张包括下列步骤
当移动终端(MT)申请加入广播多播服务Sl时，如果无线基站Cell A 检测到广播多播服务S1并没有在本小区内配置，则基站向广播多播控制中々 (MBC)发送广播多播服务配置请求；广播多播控制中心(MBC)收到该请求后检测无线基站Cell A周围的基 站动态资源分配；
如果无线基站CdlA与一个单频网(SFN)区域相邻并且该单频网(SFN) 区域已经配置了广播多播服务Sl，则广播多播控制中心(MBC)将该单频网 (SFN)的资源分配信息发送给无线基站CdlA，无线基站CdlA收到信息后 进行资源配置-,
如果无线基站CdlA中分配与单频网(SFN)相同的资源则无线基站Cdl A为广播多播服务SI配置资源，加入单频网(SFN)区域，然后将配置信息 报告给广播多播控制中心(MBC)。
歩骤S112，当一SFN区域中的小区不再需要发送广播多播数据时，该小 区不再为广播多播资源使用无线资源，进行SFN区域的縮减。
所述SFN的縮减包括下列步骤
移动终端(MT)向其他小区移动触发小区切换过程时，如果移动终端(MT) 已经被配置了广播多播服务S1，则无线基站Cell A在切换的过程中向广播多 播控制中心(MBC)报告用户的广播多播服务Sl服务变更；
广播多播控制中心(MBC)在检测到移动终端(MT)目标小区的广播多 播服务S1配置情况后，如果发现目标小区配置了广播多播控制中心S1和目标 小区没有加入该单频网(SFN)区域，则检测用户在无线基站CdlA中广播多 播服务S1的接收情况；
如果无线基站Cell A中没有用户在接收广播多播服务Sl，则由广播多播 控制中心(MBC)通知无线基站Cell A将分配给广播多播服务Sl的资源释放； 同时，广播多播控制中心(MBC)修改单频网(SFN)区域覆盖的信息。
步骤S120，在单频网与单小区混合模式下，根据终端回馈模块通过反馈 信道上行回馈的信息，对广播多播的无线资源的动态分配，并存储各个广播多 播服务的位置、类型等信息；
此时，所述资源配置方法还包括下列步骤
步骤S1201，移动终端在处于连接状态时，将其信息通过反馈信道上行回 馈给网络端，由网络端控制切换过程进行小区切换，以及广播多播服务。
根据不同的小区间移动的情况，选择不同的无线资源分配给小区，用于广 播多播服务。比如在使用静态的SFN模式时，用户移动SFN区域的边界将导致广播多播控制中心(MBC)为目标小区分配一个不同的频率，在该小区中
使用单小区广播的方式提供广播多播服务。
在单频网与单小区混合模式下，无线广播多播系统在空中接口部分使用载
波来承载数据，单播数据和广播多播数据都是通过载波发送到移动终端(MT)。
根据载波的使用方式， 一个小区可以分成广播多播专用小区和混合小区。对于 广播多播专用小区，所有的无线载波资源都被用于发送广播多播数据，没有单 播业务的存在，因此也没有上行信道的回馈。而混合小区则在一个载波上同时 承载了广播多播服务和单播数据，因此可以使用上行回馈信道。
对于处于连接状态的移动终端，通过反馈信道的上行回馈机制，将移动终 端的信息通过反馈信道上行回馈给网络端，通过网络端控制切换过程进行小区 切换，以及由网络端可以很好地控制广播多播服务的行为。
例如，在一个可能的实例中，对于在SFN区域边缘向外部小区移动的用 户，网络端通过进行SFN扩张，将该用户的目标小区配置成SFN模式，从而 使得移动设备可以在目标小区接收到广播多播服务并保证接收的连续性。
对于处于空闲状态的移动终端，当该终端的可用集中包含了目标小区但没 有提供需要的广播多播服务时，移动终端(MT)通过发送广播多播服务请求 来通知网络端，网络端根据当前小区和目标小区的网络配置保证服务的持续 性， 一个可能的情况是网络端提前与移动终端建立一个连接，然后通过连接状 态的移动处理机制来保证服务的持续性。
该广播多播服务请求与具体的通信系统服务平台相关，本发明不加限制。 该请求作为一个非接入层(NAS)信令从移动终端(MT)通过基站向广播多 播控制中心(MBC)发送。
进一歩地，本发明的资源配置方法，还包括下列步骤
步骤S200，在单小区广播模式下，进行无线资源分配，并通过发送信令 通知广播多播控制中心(MBC)其所作的操作。
在有些情况下，由于需要同时发送信令和进行调度等一系列操作，由广播 多播控制中心(MBC)进行无线资源动态分配很难保证服务的持续性，因此， 通过无线基站，在使用单小区广播模式时，由无线基站的第二资源分配模块， 进行无线资源的分配，可以在很大程度上减少服务在切换过程中的延迟，并在 无线基站的第二资源分配模块对广播多播服务进行资源分配后，再通过发送信令通知无线广播多播控制中心(MBC)其所作的操作，使得无线广播多播控
制中心(MBC)仍然可以在全局上进行资源的分配。减少无线广播多播系统
中用户设备在小区间移动时系统的负载和延迟时间。
所述在使用单小区广播模式时，进行无线资源分配的过程，包括下列步骤
步骤S210,广播多播控制中心(MBC)为每一个广播多播服务向其覆盖 的小区基站发送配置信息；
步骤S220，当无线基站CellA接收到移动终端(MT)的广播多播服务请 求后检测自身的资源配置，如果无线基站Cdl A被配置成单小区广播模式， 则由无线基站自身为该广播多播服务向移动终端(MT)发送资源配置信息， 同时将该用户的服务配置信息发送给广播多播控制中心(MBC);
歩骤S230，广播多播控制中心(MBC)在收到无线基站发送的配置消息 后保存在此小区上的该服务配置信息，并作为其他小区和/或其他广播多播服 务资源分配的参考。
下面以一个移动终端(MT)移动过程中增强的无线广播多播系统 (E-MBMS)的资源配置，说明本发明的无线广播多播系统及其资源配置方法。
如图2所示，移动终端(MT)位于一个SFN区域之内，该SFN区域上 配置了一个广播多播服务(MBMS)，移动终端(MT)当前位于小区A中并 往小区B移动。
Al、对于移动终端(MT)位于小区A、 B的情况， 一个可能的实例是小 区A和B两个小区都被配置成单频网模式(SFN)并正在发送广播多播数据。
All)如果移动终端(MT)处于空闲状态，移动终端在向B小区移动时， 使用小区重选的方法，来接收B小区的数据；
A11A)当移动终端(MT)离小区A的基站距离越来越远时，移动终端 能够接收到的来自小区A的信号会逐渐减弱。
移动终端设备上使用RAKE接收机或者类似的可以利用多径效应的技术， 在移动终端的可用小区集中选择与A小区发送的信息相同并且信号幅度最大 的一个(在本发明实施例中为小区B)。
当小区B的无线基站发送的信号幅度超过一个阀值Ta后，小区B的无线 基站发送给移动终端(MT)的信号即可以与小区A的无线基站发送给移动终 端的信号一起使用RAKE接收机进行接收。由于在SFN区域中使用了同步发送协议，因此这两个小区发送的信号可以被无线终端(MT)作为一个多径的 情况进行处理。
此时，由于使用了空间分集技术，移动终端可以获得较好的增益，从而保 证当移动终端比较靠近小区边缘时仍能够正常接收到广播多播服务。
Rake接收机利用了空间分集的概念，Rake接收机为一个标准的设备类型， 本发明中不做限制。
AIIB) 随着移动终端(MT)向小区B靠近，小区A的无线基站和小区B 的无线基站发送到移动终端的信号强度差越来越小，当移动终端接收到小区B 的无线基站的信号强度开始高于接收到小区A的无线基站的信号强度并持续 一段时间tl后，移动终端开始小区重选过程，并将小区B作为小区重选的结 果。
此后，移动终端驻留到小区B中，而小区A的基站仍作为一个RAKE接 收机的发射源使用，此时移动终端已经从A小区成功移动到B小区的覆盖范 围。
AIIC) 如果移动终端(MT)进一步远离小区A的无线基站，使得从小区 A的无线基站接收到的信号强度低于阀值Ta，则移动终端不再从小区A的无 线基站接收数据并将A小区从当前可用集中排除。
小区重选由MT和基站共同完成，空间分集的使用在MT上执行，同为通 用的过程。
在移动终端(MT)移动的过程中，网络并不知道移动终端的位置，也不 会向移动终端发送信令信息，移动终端可以在移动的过程中保持持续的接收广 播多播服务数据。
A12)如果移动终端(MT)处于连接状态，或者说该SFN区域同时承载 了广播多播服务和单播业务，则移动终端被分配了一个上行信道并建立了一个 连接，那么从A小区向B小区移动的过程中将会触发小区切换过程，这一过 程与只有单播服务的通信系统中的操作类似，其与现有的单播服务系统如
WCDMA的处理过程一致，只是加上对多播服务的信息交互。在此过程中发 送的信息和为单播信道进行分配等操作产生的负载和延迟并不会影响到移动 终端(MT)对广播多播数据的接收。A2、移动终端(MT)在SFN区域内部移动的另一个可能的实例是，B小 区位于SFN区域的边缘，因此可能是一个保留小区；在该保留小区上为SFN 区域承载的广播多播服务的无线资源并不用于发送数据。在这种情况下，移动 终端(MT)在向小区B移动的过程中，小区B属于移动终端的一个可用集。
A21)对于使用了静态SFN管理的系统，当移动终端(MT)逐渐远离小 区A并移向小区B时，移动终端(MT)可以接收到的广播多播服务信号越来 越弱。
A21A)当移动终端(MT)从小区A接收到的信号强度低于一个阀值Tb 时，移动终端将向小区A的基站发送服务请求，该服务请求包括了B小区的 标识号以及需要的广播多播服务标识。
A21B)小区A中的基站将该请求转发给广播多播控制中心(MBC)，广 播多播控制中心将小区B配置成单小区广播模式，用于发送该广播多播服务， 然后为小区B进行动态资源分配。
可以使用下面的过程描述
Cell A使用RRC层信令向MBC发送广播多播服务配置请求； MBC接收该请求；
If (MBC计算该小区不能加入SFN区域) Then
MBC通过RRC信令向Cell A基站发送小区配置信息； Cell A基站将该服务配置成使用单小区广播模式； Endif
While (MT通过RRC消息发送该广播多播服务请求) Then
Cell A基站将对该服务的调度与单播服务的调度联合进行； Cell A将调度结果通过物理层信令发送给MT; End
A21C)此后，小区B的无线基站将加入广播多播服务组，通过同步发送 协议，在小区A和小区B上实现广播多播数据的同步发送。A21D)小区B完成了同步发送后将发送寻呼信息通知小区内所有的移动 终端(MT)可以开始接收广播多播服务，移动终端则进行切换并驻留到小区 B，同时，移动终端将接收的信号切换到小区B所使用的资源和调制方式下。
当移动终端完成转换后就开始使用小区B提供的广播多播服务接收数据。
较佳地，阀值Tb设置得足够高，该阀值Tb高于移动终端可正确接收数 据的最低值，从而允许移动终端在切换支使用小区B的服务时仍能够接收到 小区A的信号，避免出现服务的不连续性。
A22)对于使用动态SFN管理的系统，与静态管理系统类似的是，当移动 终端(MT)向小区B移动导致从A接收的信号强度低于阀值Tb时，移动终 端将向小区A中的无线基站发送服务请求，该请求被转送到广播多播控制中 心(MBC)中进行处理。
不同的是，广播多播控制中心(MBC)不需要为小区B分配特定的无线 资源，而是使用小区B中保留的无线资源将小区B中的无线基站配置成SFN 模式，同时，广播多播控制中心(MBC)通过动态SFN管理策略将与小区B 相邻的SFN区域外的小区设置成SFN模式并作为保留小区使用。
由于小区B被配置成为了 SFN模式，移动终端(MT)不需要切换频率资 源，而是使用小区重选操作驻留到B小区即普通的小区重选过程，本发明不 做限定。
如图3所示，移动终端(MT)在SFN区域和非SFN区域的小区之间移
动的示意图。下面分为两种移动方向分别阐述
Bl、移动终端从一个SFN区域边缘移动到一个非SFN区域的小区。 Bll) —个可能的情况是，SFN区域内的边界小区A正在发送广播多播服
务数据，而在SFN区域之外的小区B也在其他资源上承载了相同的广播多播服务。
B11A)如果移动终端(MT)在小区A中处于连接状态，则在移动终端各 小区B移动的过程中会向无线基站发送测量报告，当基站发现移动终端能够 接收到的信号不断减弱时将会触发小区切换过程。
通过通用的小区切换过程，移动终端(MT)从小区A切换到小区B，并 将广播多播服务的接收从小区A的无线基站上的资源切换到接收小区B的无 线基站相应的频率上。B12B)如果移动终端(MT)在小区A中处于空闲状态，则在进行小区切 换之前，移动终端在自身的可用集中发现小区B的无线基站的信号逐渐变强， 但是在当前的无线资源上小区B的无线基站并没有发送所期望的广播多播服 务数据。因此，当移动终端从小区A的无线基站接收的信号强度降低到一个 阀值Tc时，移动终端(MT)将向小区A的无线基站发送连接建立请求。
小区A的无线基站开始建立移动终端和网络的一个连接，使得移动终端 从空闲状态转换成连接状态。
然后，由于小区A的基站从移动终端接收到的测量信号继续减弱，小区A 的无线基站决定进行小区切换，并通过通用的切换过程将移动终端从小区A 切换到小区B。
移动终端由于预先从空闲状态转换到了连接状态，因此可以通过切换过程 在使用了不同频率的小区之间连续的接收广播多播数据。
较佳地，所述阀值Tc的值稍大于小区A的无线基站用于开始决定移动终 端进行切换的阀值。
B2、另一种可能的情况是，SFN区域之内的小区A正在发送一广播多播 服务，而移动终端(MT)正在移向的小区B并没有承载该服务。
如果移动终端(MT)处于连接状态，则在移动终端移动过程中将向小区 A的基站发送测量报告，小区A的无线基站通过与周围的基站交互信息能够 得知这些基站承载广播多播服务的情况。当小区A的无线基站检测到移动终 端(MT)反馈的测量报告时， 一旦发现移动终端接收到本小区的广播多播服 务质量低于一个阀值Td时，小区A的无线基站向广播多播控制中心(MBC) 发送服务请求信令。广播多播控制中心立即为该服务进行资源分配并将分配的 结果发送给小区B的无线基站。同时，小区B的无线基站将刚分配的资源配 置成单小区广播模式，然后再加入相应的广播多播组，此后小区B的无线基 站即开始通过与网络之间的同步协议发送广播多播服务，在小区B的无线基 站开始承载广播多播服务的同时，移动终端将开始由网络控制的切换过程，从 小区A切换到小区B。由于小区B的无线基站在切换之前已经进行配置，开 始发送广播多播服务数据，因此移动终端可以在从小区A到小区B的移动过 程中进行广播多播数据的连续接收。B3、移动终端从使用单小区广播的小区移动到使用单频网模式(SFN)的 小区。
B31)如果移动终端(MT)处于连接状态，则移动终端在移动的过程中 将触发到小区A的切换。
由于SFN区域内已经承载了广播多播服务，在小区B的无线基站决定开 始切换时，通过与基站A的接口可以得知关于小区A的无线基站上承载的广 播多播服务的信息。当小区B的无线基站发现两个小区都承载了相同的服务， 只是使用了不同的无线资源时，小区B的无线基站将在通知移动终端进行单 播数据切换的同时通知移动终端(MT)将广播多播接收切换到单频网模式 (SFN)所使用的资源上来。因此，只要移动终端的单播数据可以在两个小区 之间连续接收，则在移动终端上也可以同时完成对广播多播服务的切换要求。
B32)如果移动终端(MT)处于空闲状态，则在进行小区切换之前，移 动终端在自身可用集中发现小区A的无线基站的信号逐渐变强但是在当前的 无线资源上小区A的无线基站并没有发送所期望的广播多播服务数据。因此， 当移动终端(MT)从小区B的无线基站接收的信号强度降低到一个阀值Tc 时，移动终端将向小区B的无线基站发送连接建立请求。小区B的无线基站 开始为移动终端建立一个连接，使得移动终端从空闲状态转换成连接状态。
然后，由于小区B的无线基站从移动终端接收到的测量信号继续减弱， 小区B的无线基站决定进行移动终端的切换，通过通用的切换过程将移动终 端从小区B切换到小区A。
当移动终端正确切换完毕后，移动终端即可以从小区A接收广播多播数据。
经过一个时间t2后，如果移动终端实际上并没有任何单播业务需要处理， 则为了节约资源，小区A的无线基站将移动终端切换到空闲状态。此后，只 要移动终端仍然在SFN区域内移动，移动终端都可以处于空闲状态，此时可 以保证移动终端接收广播多播服务的连续性。
如图4所示，当移动终端在两个没有使用单频网模式(SFN)的小区之间 移动时，则对该情况的处理与图3所示的过程相同，此时将一小区看作只包含 一个小区的SFN区域。在这个情况下，可以保证广播多播服务接收的连续性。如图5所示，为一个处于空闲状态的移动终端(MT)从小区A移入小区 B的信令流程图。
一般而言，如果移动终端(MT)处于连接状态，则其在小区之间移动时 触发切换过程，相应的广播多播信令有很大部分重用在切换的信令中，这样可 以减少信令开销。
本发明设置切换时单播数据的转换过程和广播多播服务数据的转换同时 进行，从而，当移动终端(MT)切换完成后，单播和广播多播服务资源都已 经切换到新小区中。这里，小区A的无线基站正在发送一广播多播服务，而 小区B的无线基站没有承载该服务。同时，设在服务请求的过程中广播多播 控制中心(MBC)决定将小区B配置成单小区广播模式来承载广播多播服务。
步骤l，当移动终端(MT)从小区A向小区B移动时，由于接收到的广 播多播服务质量变差，同时移动终端通过测量发现自己正远离小区A，则移动 终端(MT)通过上行信道向小区A的无线基站发送服务请求，该请求中包含 了需要的广播多播服务标识和目标小区；
步骤2，小区A的无线基站将所述服务请求转发到广播多播控制中心上；
步骤3，由于广播多播控制中心中保存了关系广播多播服务分布的情况， 因此，广播多播控制中心可以进行决策，决定如何对小区B进行配置和资源 分配，然后将决策的结果返回给小区A的无线基站；同时，广播多播控制中 心(MBC)与小区B的无线基站开始进行广播多播服务的配置；
步骤4，小区B的无线基站根据广播多播控制中心(MBC)所调度的结 果进行配置，即在Cell B进行调度的时候对该广播多播服务的资源分配使用 MBC所给的结果进行严格匹配；同时，小区B的无线基站加入该广播多播服 务的多播组，在接收到确认信息后小区B的无线基站就开始向所在小区提供 该广播多播服务；
步骤5，在所述小区B的无线基站运行的同时，小区A的无线基站接收 到服务决策，控制移动终端(MT)从空闲状态转换到连接状态，
本发明原文的描述特定于两种情况， 一种是MT处于空闲状态时的移动性 管理， 一种是MT出于连接状态的移动性管理，两种状态之间的转换并不包括 在发明限定的范围之中，所有的移动性动作都是基于MT当前所处的状态而设 定的；步骤6，移动终端(MT)转换到连接状态以后开始向小区A的无线基站 发送测量报告；
步骤7，小区A的无线基站根据测量报告适时的发起切换过程，即当MT 检测到当前服务小区的信号质量在某一个特定的阀值Sho之下时；小区A的 无线基站与小区B的无线基站之间进行信令交互，得到小区B中的移动终端 准备的单播和广播多播服务的资源；
步骤8，小区A的无线基站根据得到的信息，向移动终端(MT)发送切 换信令，通知移动终端(MT)将单播和广播多播服务都转换到新的信道配置 上。
该过程描述如下
小区B发起调度过程，为该MT的服务划分信道
小区B将调度结果通过RRC信令发送到小区A
小区A将调度的信令通过RRC消息转发给MT
MT在自身的数据链路层调度和信道复用过程中准备使用新的信道；
步骤9，移动终端(MT)接收到切换信令，开始转换自己的数据接收配 置，并开始与小区B进行数据同步；
步骤IO，数据同步完成以后，移动终端向小区B的无线基站发送切换完 成信令；
此后，移动终端驻留到小区B并且不再从A接收数据；
步骤ll，小区B的基站得知移动终端完成了切换后，通知小区A的无线
基站释放移动终端的连接资源，将移动终端从小区A的多播组的成员中删除。 本发明的无线广播多播系统及方法，在支持增强的无线广播多播系统 (E-MBMS)中，使用单频网模式来提高无线资源的利用率，当移动终端在不
同类型的小区中移动时可以比较好的保证广播多播服务的持续性并充分利用
单频网的优势，提高系统的无线资源利用率的同时减少用于广播多播服务的信
令的数量。
通过结合附图对本发明具体实施例的描述，本发明的其它方面及特征对本 领域的技术人员而言是显而易见的。以上对本发明的具体实施例进行了描述和说明，这些实施例应被认为其只 是示例性的，并不用于对本发明进行限制，本发明应根据所附的权利要求进行 解释。
权利要求
1、一种无线广播多播系统，包括移动终端，无线基站，内容分发中心，广播多播网关和广播多播控制中心，其特征在于，所述广播多播控制中心包括服务配置模块，用于根据内容分发中心的服务信息，决定服务在小区上的资源配置方式，并由不同的资源配置方式控制不同的资源配置。
2、 根据权利要求1所述的无线广播多播系统，其特征在于，所述资源配置方式为单频网模式或单小区广播模式或单小区混合模式资源配置方式。
3、 根据权利要求1或2所述的无线广播多播系统，其特征在T，所述服 务配置模块，包括单频网区域配置模块，用于在单频网模式下，对一单频网区 域覆盖的多个小区，在提供广播多播服务期间，对全部小区的资源进行动态管理。
4、 根据权利要求1或2所述的无线广播多播系统，其特征在于，所述服务配置模块，包括资源分配模块和存储模块，其中所述资源分配模块，用于在单频网与单小区混合模式下，根据反馈信道上行回馈的信息，对广播多播的无线资源的动态分配；所述存储模块，用于存储各个广播多播服务的位置、类型信息。
5、 根据权利要求1或2所述的无线广播多播系统，其特征在于，所述无 线基站，包括第二资源分配模块，用于在单小区广播模式下，进行无线资源分 配，并通过发送信令通知所述广播多播控制屮心其所作的操作。
6、 一种无线广播多播系统资源配置方法，其特征在于，包括下列步骤 歩骤A，根据内容分发中心的服务信息，决定服务在小区上的资源配置方式，并由不同的资源配置方式控制不同的资源配置。
7、 根据权利要求6所述的无线广播多播系统资源配置方法，其特征在于， 所述步骤A包括下列步骤步骤A1，在资源充足的情况下，广播多播控制中心将一服务配置成使用 单频网方式，在单频网模式下，对一单频网区域覆盖的多个小区，在广播多播 服务提供期间，对全部小区的资源进行动态管理。
8、 根据权利要求7所述的无线广播多播系统资源配置方法，其特征在于， 所述步骤A1包括下列步骤步骤All，当单频网区域邻接的小区有用户加入广播多播服务，并且该小 区的资源足够时，将该小区加入单频网区域，进行单频网区域的扩张；步骤A12，当一单频网区域中的小区不再需要发送广播多播数据时，该小 区不再为广播多播资源使用无线资源，进行单频网区域的縮减。
9、 根据权利要求8所述的无线广播多播系统资源配置方法，其特征在于， 所述步骤A11包括下列步骤步骤Alll，当移动终端申请加入广播多播服务时，如果所述无线基站检 测到广播多播服务并没有在本小区内配置，则所述无线基站向广播多播控制中 心发送广播多播服务配置请求；歩骤A112，所述广播多播控制中心收到该请求后检测所述无线基站周围 的基站动态资源分配；步骤A113，如果所述无线基站与一个单频网区域相邻并且该单频网区域 已经配置了广播多播服务，则所述广播多播控制中心将该单频网的资源分配信 息发送给该无线基站，该无线基站收到信息后进行资源配置；步骤A114，如果该无线基站中分配与单频网相同的资源，则该无线基站 为广播多播服务配置资源，并加入单频网区域，然后将配置信息报告给所述广 播多播控制中心。
10、 根据权利要求8所述的无线广播多播系统资源配置方法，其特征在于， 所述步骤A12包括下列步骤歩骤A121，移动终端向其他小区移动触发小区切换过程时，如果该移动 终端已经被配置了广播多播服务，则无线基站在切换的过程中向广播多播控制 中心报告用户的广播多播服务变更；步骤A122，该广播多播控制中心在检测到移动终端目标小区的广播多播 服务配置情况后，如果发现目标小区配置了广播多播控制服务和目标小区没有 加入所述单频网区域，则检测用户在无线基站中广播多播服务的接收情况；步骤A123，如果无线基站中没有用户在接收广播多播服务，则由广播多 播控制中心通知无线基站将分配给广播多播服务的资源释放；同时，广播多播 控制中心修改单频网区域覆盖的信息。
11、 根据权利要求7所述的无线广播多播系统资源配置方法，其特征在于， 所述步骤A还包括下列步骤歩骤A2，在资源不足的情况下，广播多播控制中心将一服务配置成使用 单频网与单小区广播混合方式；在单频网与单小区混合模式下，根据反馈信道上行回馈的信息，对广播多播的无线资源的动态分配，并存储各个广播多播服 务的位置、类型信息。
12、 根据权利要求11所述的无线广播多播系统资源配置方法，其特征在 于，所述步骤A2还包括下列步骤移动终端在处于连接状态时，将其信息通过反馈信道上行回馈给网络端， 由网络端控制切换过程进行小区切换，以及广播多播服务。
13、 根据权利要求11所述的无线广播多播系统资源配置方法，其特征在 于，还包括下列步骤歩骤B，在单小区广播模式下，进行无线资源分配，所述无线基站通过发 送信令通知广播多播控制中心其所作的操作。
14、 根据权利要求13所述的无线广播多播系统资源配置方法，其特征在于，所述步骤B包括下列步骤歩骤Bl，广播多播控制中心为每一个广播多播服务向其覆盖的小区的无 线基站发送资源配置信息；步骤B2，当该无线基站接收到移动终端的广播多播服务请求后检测自身 的资源配置，如果该无线基站被配置成单小区广播模式，则由无线基站自身为 该广播多播服务向移动终端发送资源配置信息，同时该无线基站将该用户的服 务配置信息发送给广播多播控制中心；步骤B3，广播多播控制中心在收到该无线基站发送的服务配置信息后保 存在此小区上的该服务配置信息，并作为其他小区和/或其他广播多播服务资 源分配的参考。
全文摘要
本发明公开了一种无线广播多播系统及方法，该系统包括移动终端，无线基站，内容分发中心，广播多播网关和广播多播控制中心，所述广播多播控制中心包括服务配置模块，用于根据内容分发中心的服务信息，决定服务在小区上的资源配置方式，并由为单频网模式、单小区广播或混合模式资源配置方式等不同的资源配置方式控制不同的资源配置。其具有良好服务持续性，使得终端设备在不同类型的小区之间移动时能尽可能好地接收广播多播数据。
文档编号H04Q7/36GK101304560SQ20081011454
公开日2008年11月12日 申请日期2008年6月10日 优先权日2008年6月10日
发明者杨树伟, 杨育波, 霖 田, 石晶林, 蒋海平, 珏 袁, 伊 黄 申请人:中国科学院计算技术研究所