专利名称：多播业务中选择无线信道配置的方法
技术领域：
本发明涉及移动通信网络中的多播业务实现技术，更确切地说是涉及一种在移动通信网络中，将多播业务数据发送给签约了该业务的移动用户时，通过确定各个小区中该多播业务签约用户的分布情况，来配置无线信道，以下发多播数据的方法。
在包括全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)和宽带码分多址(WCDMA)网络系统等移动通信网络系统中，随着业务种类的不断丰富，对多播业务的需求也越来越强烈，比如在通用分组无线业务(UMTS)网络中，就引入了多媒体广播/多播(MBMS)业务。
以下介绍的是在移动通信网络中，实现多播业务涉及到的一些概念多播签约是用户主动或者被动的向一个多播业务或者多播签约群组进行签约的过程，通过多播签约，才可以激活某一项多播业务。
多播激活是用户加入到多播群组的过程，经过多播激活，用户就可以接收到多播业务数据，多播激活可以由用户通过选择某一项多播业务发起激活，或者由归属网络发起激活。
多播签约群组是指已经与多播业务进行过签约的一组用户，该群组中的用户可以激活和接收与该签约群组相关的各项多播业务。
多播区是指可以接收多播业务的一个物理区域。
多播群组是指准备接收和正在接收多播业务的一组用户，即，多播群组是多播签约群组的一个子集，多播签约群组的用户，通过激活多播业务加入到多播群组中而成为多播群组。
附
图1中示意出一种在通用移动通信系统/通用分组无线业务(UMTS/GPRS)网络中实现多播业务的网络结构(该网络结构，仅仅起参考示意作用，实际中实现多播业务的网络结构可能如该图所示，也可能是在该图结构基础上进行的改进或优化结构)。
图中，左侧部分是无线接入网结构，中间部分是核心网结构，右侧是分组数据网结构，如INTERNET。
在无线接入网中，UE/MS101，用户设备(UEUser Equipment)是UMTS网络中移动终端的统称，移动台(MSMobile Station)是GPRS网络中移动终端的统称。与此类似，RNS/BSS102，无线网络系统(RNSRadio Network System)是UMTS网络中的无线接入网部分，基站系统(BSSBase Station System)GPRS网络中的无线接入网部分。
在核心网部分，各个功能实体对于UMTS网络和GPRS网络来说基本没有区别，因此，可以以相同方式对UMTS网络或GPRS网络的核心网作处理。在核心网中包括有内部多播业务源107。
在分组数据网中，包含有多播业务内容提供商109和外部多播业务源108。
在实现多播业务过程中，该网络结构中各个功能实体的主要作用是RNS/BSS102用于配置无线信道，建立无线接入侧的多播业务数据传输通道。
SGSN103(服务GPRS支持节点)执行多播业务的各种业务控制功能，完成对多播签约用户的寻呼过程，管理每个多播业务的用户信息，转发来自GGSN(网关GPRS支持节点)的多播业务数据给各个相关的RNS或者BSS。
GGSN104负责和网络内部或者外部的多播业务源进行联系，将来自内、外部多播业务源的数据转发给SGSN。
多播业务中心106也是一个多播业务源，和其它多播业务源不同的是，多播业务中心可以对来自内容提供商110的多播数据进行管理和安排，同时还要对内容提供商110进行鉴权和计费等。
边界网关105对来自外部网络(如分组数据网)的多播业务源的数据传输进行控制，比如规定只有某个特定地址或者某些特定接口的数据可以进入移动通信网络内部。
计费网关112与SGSN103连接，负责收集多播业务的计费数据记录，经过相关处理后送计费中心。
归属位置寄存器111(HLRHome Location Register)中保存多播业务签约用户的签约信息和路由信息。
该网络结构中，各个功能实体间连线上的线段表示接口部分，其作用不再赘述。
当GGSN收到来自网络内部或者外部的多播业务数据时，需要通知SGSN，由SGSN通过RNS/BSS寻呼多播群组的所有用户。
为了将多播业务数据发送给签约了该业务的所有移动用户，需要确定各个小区中该多播业务签约用户的分布情况，从而决定采用什么信道来下发多播数据，这里就有一个根据多播用户分布情况，决定采用何种信道配置的优化方法，即在无线网络中如何配置信道传输多播业务数据的方法。
在空中接口上传送多播业务内容时，如果用户数目很多，采用点到点(PTP)方式肯定会造成无线信道的拥塞，而且对频谱的利用率也很低，所以应该采用点到多点(PTM)方式传送多播业务内容。但是如果一个小区中存在的多播用户数目很少，比如一到两个用户，如果还采用点到多点方式配置共享信道，就是对无线资源的一种浪费，此时采用点到点方式为每个用户配置专用信道就更为合适。所以，无线网络需要能够知道目前各个小区中多播用户的分布情况，从而决定为其配置共享信道还是配置专用信道。
参见图2，图中示意出当前MS、BSS、SGSN和GGSN功能实体实现多媒体广播/多播业务(MBMS)的过程。
步骤1，由GGSN将一个多播群组X的通知消息发送给SGSN，消息中包括文件的大小、重传的次数、和业务质量(QoS)等内容；步骤2，由SGSN将一个寻呼请求消息发送给BSS，消息中包括临时移动组标识(TMGI)、多个国际移动用户标识(IMSI)的列表、业务质量(QoS)等(TMGI是分配给一个多播群组中所有多播用户的一个通用标识符，由SGSN管理，通过使用TMGI，属于同一个多播群组的所有用户可以用一个寻呼消息来进行寻呼)；步骤3，由BSS将多播寻呼请求消息发送给MS，用TMGI对所有小区进行寻呼，寻呼消息中包括一个标记值(如8比特的值)，所有的MS都要在上行链路上发送这个标记值来确认对多播寻呼请求的接收；步骤4，凡是签约了多播群组X的MS应该向BSS返回一个多播寻呼响应消息，消息中必须包括步骤3中的那个标记值(8比特的值)，通过接收这个标记值，BSS可以知道每个小区中有多少个用户将要接收该多播业务内容。
步骤5，BSS计算从每个小区中收到的响应用户的数目，并为每个小区向SGSN发送一个寻呼响应消息，该寻呼响应消息中包括每个小区中收到的响应用户的数值，如果BSS收到的该响应数值大于某个设置值(如3)，则BSS分配用于点到多点数据传输的无线资源，从而达到节省空中接口资源的目的，如果BSS收到的该响应数值小于某个设置值(如4)，就可以按照一般情况分配点到点数据传输所需的无线资源；步骤6，由SGSN将对多播群组X的通知消息(步骤1)的确认消息返回GGSN，通知GGSN多播群组X中的一些用户MS(不一定是全部用户)已经响应了多播寻呼消息。
步骤7，由GGSN将多播业务内容通过多播业务专用数据传输通道，下发传送给这些用户MS。
图2所示业务的实现过程存在下述问题
通过MS的响应来统计用户数目以决定信道配置的方法，目前只适用于GSM和GPRS网络，因为UMTS网络与GPRS网络以及GSM网络在无线信道配置方面是有不同之处的，因而这种方法不能应用在UMTS的无线网络中，不具有通用性；由于需要接入网通过多播寻呼响应来统计多播用户的数目，并据此作出点到点或点到多点链路的决策，因此会在很大程度上影响接入网的性能，同时由于接入网必须等待一定的时间才能正确统计出用户的数目，也极大的影响了网络提供多播业务的速度和效率；以小区为单位统计多播用户数目的做法实际上并不可行，因为MS的位置与状态是不断变化着的，其中正在跨越小区的有很大概率，从而造成统计结果不精确，而如果想提高统计结果的精确度，就必须频繁发起多播寻呼过程，又会造成空中接口资源的浪费，而且未必有意义；由于接入网必须等待一定的时间才能做出所配置信道类型的决策，因此会严重影响BSS对网络是否正确接收多播业务接入请求的判断，使MS误认为需要重发接入请求或放弃接收多播业务，从而导致多播业务不能正确实现。
另一种较上述方法更为先进的实现多播业务中选择无线信道配置的方法(另案申请发明专利)，则是由SGSN根据路由区内多播用户的数目来决定建立信道的类型，当其大于或等于某一门限值时，采用点到多点方式配置共享信道；当其小于某一门限值时，采用点到点方式配置专用信道。
上述两种方案共同的特点是都由网络来决定采用点到点或点到多点的信道来传送多播数据，共同的问题是完全由网络侧来决定信道的类型，移动用户只能被动参与多播链路的建立过程；移动用户不能影响或决定网络侧对是否建立点到点或点到多点链路的结果，因而不能反映移动用户对多播业务质量(QoS)的需求。
发明内容
本发明的目的是设计一种多播业务中选择无线信道配置的方法，可以反映移动用户对多播业务质量(QoS)的需求。
本发明实现方法是由移动用户自己决定是否采用点到点或点到多点链路。移动用户将自身对多播业务的传送需求发送给网络，再由网络根据移动用户对多播业务的质量(QoS)需求分配相应类型的无线信道。
实现本发明目的的技术方案是这样的一种多播业务中选择无线信道配置的方法，在网络侧与移动用户(UE/MS)侧实现，其特征在于包括以下处理步骤A.在有多播业务数据要下发给移动用户(UE/MS)时，由网络侧向移动用户(UE/MS)发起寻呼；B.移动用户(UE/MS)根据自身对多播业务质量的要求，确定无线信道类型及业务质量参数；C.移动用户(UE/MS)进行寻呼响应，向网络侧发送多播业务请求，请求消息中包含所确定的无线信道类型及多播业务质量参数；D.网络侧根据移动用户(UE/MS)对无线信道类型及业务质量参数的要求配置点到点或点到多点的无线信道；E.在网络侧与移动用户(UE/MS)之间已建立的无线信道上传送多播业务数据。
所述的步骤C与步骤D之间，还包括一个网络侧与移动用户(UE/MS)之间就无线信道类型及多播业务质量参数的进一步协商、直至达到一致的过程。
所述的无线信道类型及多播业务质量参数的进一步协商，内容包括采用点对多点的多播共享信道或点对点的专用信道，和采用的时延及误码率参数。
所述的步骤A进一步包括
A11.由网络侧的网关GPRS支持节点(GGSN)功能实体或多播业务源向服务GPRS支持节点(SGSN)发送一个多播群组X的通知消息，消息中包含多播组组号和业务质量要求；A12.由服务GPRS支持节点(SGSN)向多播组内的移动用户(UE/MS)发起寻呼；所述的步骤C，由移动用户(UE/MS)向服务GPRS支持节点(SGSN)发送多播业务请求，进行寻呼响应；所述的步骤D，是由服务GPRS支持节点(SGSN)根据移动用户(UE/MS)对无线信道类型及业务质量参数的要求，在服务GPRS支持节点(SGSN)与移动用户(UE/MS)之间建立点到多点或点到点的无线接入承载；所述的步骤E，进一步包括E11.服务GPRS支持节点(SGSN)在完成无线接入承载的建立过程后，针对步骤A11的通知消息向网关GPRS支持节点(GGSN)功能实体或多播业务源返回一个确认消息；E12.由网关GPRS支持节点(GGSN)在已经建立起的无线接入承载上开始发送多播业务数据。
所述的步骤A进一步包括A21.由网络侧的服务GPRS支持节点(SGSN)向无线接入网部分(RNS/BSS)发送寻呼请求，请求多播群组内的移动用户(UE/MS)接入网络；A22.由无线接入网部分(RNS/BSS)向移动用户(UE/MS)发起寻呼；所述的步骤C，由移动用户(UE/MS)向无线接入网部分(RNS/BSS)发送多播业务请求，进行寻呼响应；所述的步骤D，是由无线接入网部分(RNS/BSS)根据移动用户(UE/MS)对无线信道类型及业务质量参数的要求，由无线接入网部分(RNS/BSS)为移动用户(UE/MS)在空中接口建立共享的多播信道或专用信道；
所述的步骤E，进一步包括E21.服务GPRS支持节点(SGSN)在完成无线接入承载的建立过程后，针对步骤A21的寻呼请求向网关GPRS支持节点(GGSN)功能实体或多播业务源返回一个确认消息；E22.由网关GPRS支持节点(GGSN)在已经建立起的无线接入承载上开始发送多播业务数据。
本发明的选择无线信道配置的实现方法，是由移动用户选择多播业务信道的类型，网络侧实体根据移动用户的选择，配置相应类型的信道来传送多播数据。
网络侧可以与移动用户协商信道类型或多播业务的质量(QoS)参数；无线接入网可以根据移动用户的要求，配置多播信道或专用信道；SGSN可以根据移动台的要求，配置点到多点的无线接入承载(establish aRAB between SGSN and mobile station)或点到点的无线接入承载。
本发明的选择无线信道配置的实现方法，和现有的实现方案相比，具有以下优点避免了由网络选择无线信道类型的复杂处理过程；由移动用户决定传送多播业务的质量(QoS)参数，可以更好地满足用户需求；可以与由网络侧选择无线信道类型的方案配合，通过业务质量(QoS)协商机制，为传输资源的优化提供更好的解决方案。
参见图4，图中流程在移动用户(UE/MS)、无线接入网部分(RNS/BSS)、服务GPRS支持节点(SGSN)和网关GPRS支持节点(GGSN)功能实体之间实现。当网络侧的SGSN收到移动用户向网络侧发送的多播业务接入请求后，可以按照移动用户对信道类型的需求为移动用户配置一个点到点或点到多点的无线接入承载。
步骤1，当有多播业务数据需要下发给移动用户时，GGSN或多播业务源向SGSN发送一个多播群组X的通知消息，消息中包括X多播群组号、文件的大小、重传的次数、业务质量(QoS)等；
步骤2，SGSN向X多播群组内的移动用户发起寻呼；步骤3，移动用户根据自身对多播业务质量(QoS)的需求，确定所需无线信道类型及其他QoS参数；步骤4，移动用户响应寻呼，向SGSN发起业务接入请求，请求消息中包含了所要求的无线信道类型及其他多播业务的质量(QoS)参数；步骤5，SGSN和移动用户之间可以重新协商业务质量(QoS)参数；步骤6，SGSN根据确定的业务质量(QoS)需求配置相应类型的无线接入承载；步骤6a，如果确定的业务质量(QoS)需求是建立点到多点链路，则SGSN和移动用户间建立点到多点的无线接入承载链路；步骤6b，如果确定的业务质量(QoS)需求是建立点到点链路，则SGSN和移动用户间建立点到点的无线接入承载链路；步骤7，SGSN在完成无线链路的建立过程后，针对步骤1中的多播指示，向GGSN或多播业务源返回一个确认消息，进行多播指示响应，通知GGSN或多播业务源可以开始发送多播业务数据；步骤8，GGSN或多播业务源业务开始在已建立好的无线链路上发送多播业务数据。
参见图5，图中流程在移动用户(UE/MS)、无线接入网部分(RNS/BSS)和服务GPRS支持节点(SGSN)功能实体之间实现。当无线接入网收到移动用户向无线接入网发送的无线链路连接请求后，可以按照移动用户对无线信道类型的需求为移动用户配置一条点对多点的多播信道或一条点对点的专用信道。
步骤1，当有多播业务数据需要下发给移动用户时，SGSN向无线接入网部分(RNS/BSS)发送寻呼请求，请求X多播群组内的移动用户接入到网络；步骤2，无线接入网部分(RNS/BSS)向移动用户(UE/MS)发起寻呼；步骤3，移动用户根据自身对多播业务质量(QoS)的需求，选定所需要的无线信道类型及其他业务质量(QoS)参数；
步骤4，移动用户响应寻呼，向无线接入网部分(RNS/BSS)发起无线连接建立请求，请求消息中包含了所选定的无线信道类型及其他多播业务质量(QoS)参数；步骤5，无线接入网部分(RNS/BSS)和移动用户之间可以重新协商所需要的业务质量(QoS)参数；步骤6，无线接入网部分(RNS/BSS)根据所确定的业务质量(QoS)需求配置相应类型的无线信道；步骤6a，如果确定的业务质量(QoS)要求是建立点到多点信链路，则无线接入网部分(RNS/BSS)与移动用户(UE/MS)间在空中接口上建立起多播信道，是点到多点的无线接入承载链路，该多播信道由X多播群组内的所有多播业务用户共同享用；步骤6b，如果确定的业务质量(QoS)需求是建立点到点链路，则无线接入网部分(RNS/BSS)与移动用户(UE/MS)间在空中接口上建立专用信道，是点到点的无线接入承载链路，由该请求的多播业务用户专用；步骤7，无线接入网部分(RNS/BSS)在完成无线链路的建立过程后，针对步骤1的多播指示向SGSN或多播业务源返回一个多播指示的确认消息，通知SGSN或多播业务源可以开始发送多播业务数据；步骤8，SGSN开始在已建立好的无线信道上发送多播业务数据。
本发明的多播业务中选择无线信道配置的方法，由多播业务用户根据自身对信道质量的要求，来决定选用点对点或点对多点无线信道，为传输资源的优化提供了一种解决方法。
权利要求
1.一种多播业务中选择无线信道配置的方法，在网络侧与移动用户(UE/MS)侧实现，其特征在于包括以下处理步骤A.在有多播业务数据要下发给移动用户(UE/MS)时，由网络侧向移动用户(UE/MS)发起寻呼；B.移动用户(UE/MS)根据自身对多播业务质量的要求，确定无线信道类型及业务质量参数；C.移动用户(UE/MS)进行寻呼响应，向网络侧发送多播业务请求，请求消息中包含所确定的无线信道类型及多播业务质量参数；D.网络侧根据移动用户(UE/MS)对无线信道类型及业务质量参数的要求配置点到点或点到多点的无线信道；E.在网络侧与移动用户(UE/MS)之间已建立的无线信道上传送多播业务数据。
2.根据权利要求1所述的一种多播业务中选择无线信道配置的方法，其特征在于所述的步骤C与步骤D之间，还包括一个网络侧与移动用户(UE/MS)之间就无线信道类型及多播业务质量参数的进一步协商、直至达到一致的过程。
3.根据权利要求2所述的一种多播业务中选择无线信道配置的方法，其特征在于所述的无线信道类型及多播业务质量参数的进一步协商，内容包括采用点对多点的多播共享信道或点对点的专用信道，和采用的时延及误码率参数。
4.根据权利要求1或2所述的一种多播业务中选择无线信道配置的方法，其特征在于所述的步骤A进一步包括A11.由网络侧的网关GPRS支持节点(GGSN)功能实体或多播业务源向服务GPRS支持节点(SGSN)发送一个多播群组X的通知消息，消息中包含多播组组号和业务质量要求；A12.由服务GPRS支持节点(SGSN)向多播组内的移动用户(UE/MS)发起寻呼；所述的步骤C，由移动用户(UE/MS)向服务GPRS支持节点(SGSN)发送多播业务请求，进行寻呼响应；所述的步骤D，是由服务GPRS支持节点(SGSN)根据移动用户(UE/MS)对无线信道类型及业务质量参数的要求，在服务GPRS支持节点(SGSN)与移动用户(UE/MS)之间建立点到多点或点到点的无线接入承载；所述的步骤E，进一步包括E11.服务GPRS支持节点(SGSN)在完成无线接入承载的建立过程后，针对步骤A11的通知消息向网关GPRS支持节点(GGSN)功能实体或多播业务源返回一个确认消息；E12.由网关GPRS支持节点(GGSN)在已经建立起的无线接入承载上开始发送多播业务数据。
5.根据权利要求1或2所述的一种多播业务中选择无线信道配置的方法，其特征在于所述的步骤A进一步包括A21.由网络侧的服务GPRS支持节点(SGSN)向无线接入网部分(RNS/BSS)发送寻呼请求，请求多播群组内的移动用户(UE/MS)接入网络；A22.由无线接入网部分(RNS/BSS)向移动用户(UE/MS)发起寻呼；所述的步骤C，由移动用户(UE/MS)向无线接入网部分(RNS/BSS)发送多播业务请求，进行寻呼响应；所述的步骤D，是由无线接入网部分(RNS/BSS)根据移动用户(UE/MS)对无线信道类型及业务质量参数的要求，由无线接入网部分(RNS/BSS)为移动用户(UE/MS)在空中接口建立共享的多播信道或专用信道；所述的步骤E，进一步包括E21.服务GPRS支持节点(SGSN)在完成无线接入承载的建立过程后，针对步骤A21的寻呼请求向网关GPRS支持节点(GGSN)功能实体或多播业务源返回一个确认消息；E22.由网关GPRS支持节点(GGSN)在已经建立起的无线接入承载上开始发送多播业务数据。
全文摘要
本发明是一种根据移动通信网络中多播业务用户情况决定采用何种信道配置的优化实现方法，在网络侧与移动用户(UE/MS)侧实现。包括在有多播业务数据要下发给UE/MS时，由网络侧向UE/MS发起寻呼；UE/MS根据自身对多播业务质量的要求，确定无线信道类型及业务质量参数；UE/MS进行寻呼响应，向网络侧发送多播业务请求，请求消息中包含所确定的无线信道类型及多播业务质量参数；网络侧根据UE/MS对无线信道类型及业务质量参数的要求为其配置点到点或点到多点的无线信道；在网络侧与UE/MS之间已建立的无线信道上传送多播业务数据。本发明将传统的由网络侧决定信道类型及业务质量参数的作法，改变为由移动用户决定，满足用户需求。
文档编号H04W72/08GK1441604SQ02103948
公开日2003年9月10日 申请日期2002年2月27日 优先权日2002年2月27日
发明者赵建国 申请人:华为技术有限公司