专利名称：均衡发送mbms业务数据的方法
技术领域：
本发明涉及在WCDMA(宽带码分多址)移动通信系统中提供MBMS(多媒体广播和组播业务)业务时，对于那些采用“点到多点方式”发送数据的小区，用一种均衡的方式来发送业务数据。
背景技术：
多媒体广播和组播业务(以下简称MBMS)是第三代伙伴计划(简称3GPP)正在进行标准化的一项新业务。MBMS业务是一种单向的“点对多点方式”的业务，这种业务的最大特点是它可以有效的利用无线资源和网络资源。
图9描述了MBMS业务的系统结构，MBMS业务的网络结构以通用分组无线业务(简称GPRS)核心网为基础。下面是对图1的描述。
901核心网是MBMS业务的数据源，通过902Iu接口向903UTRAN(陆地无线接入网)发送数据，UTRAN再把数据通过904Uu接口传送给905用户终端(用来接收数据的终端设备)。902Iu是核心网和UTRAN间的接口，由于UTRAN管理着一群小区，所以由核心网发送给各个小区的MBMS数据共享一条链路。在UTRAN中，数据被复制和分发给各个小区。904Uu是空中无线接口，由于一个小区中常常有多个用户(终端)，当对此MBMS感兴趣的用户多于一定数目或本小区为热点小区时，UTRAN将在本小区采用点到多点的方式，用一条无线链路(公共信道)传送数据，在此小区下的用户都来接收这条公共链路上的数据。本发明仅讨论采用点到多点方式下的MBMS数据发送情况。
UTRAN在空中接口上为MBMS服务提供无线资源，图2为指定用于传送MBMS业务的逻辑信道(MTCH)和传输信道(FACH)的映射关系。201MTCH(MBMS的点到多点的业务信道)为承载MBMS数据的逻辑信道，每个MTCH只服务于一个MBMS业务。202FACH(前向接入信道)为承载MBMS数据的传输信道，多个MTCH可以映射到同一FACH上。
为了节省资源，MTCH上的数据采用非连续发送方式，非连续发送的调度信息由MSCH(MTCH调度信息的逻辑信道)发送给用户终端。
图3说明了在UTRAN中，MBMS业务数据的分发机制。301RLC(无线链路控制层)将MBMS数据分割成以RLC PDU(分组数据单元)为单元的数据包，302MAC(媒体接入控制层)负责给来自RLC的PDU加上逻辑信道标识和MBMS业务标识，并按照优先级处理来自各个逻辑信道上的数据包。在UTRAN中，每个小区有一个处理MBMS业务的MAC实体，对于某一MBMS业务，采用共享的RLC实体，经过RLC处理得到的RLC PDU被复制并分发给各个小区的MAC实体。RLC实体对于所有的RLC PDU进行编号，此编号可被用户终端用于选择性合并机制。
图4描述了用户终端对于来自相邻小区的同一MBMS的业务数据的“选择性合并机制”。处在小区边缘的用户终端，对来自不同小区的同一MBMS数据经过不同MAC实体的处理。由于来自不同的小区的同一数据包有不同的传输和处理延迟，所以经过MAC处理过的数据包被缓存起来，缓存的多少取决于用户终端的能力。当来自不同小区的同一数据包之间的延迟在一定范围内时，这一数据包可被RLC实体根据信号质量有选择的接收。当某小区传送的数据包有丢失或信号太弱时，终端就选择信号质量较好的那个数据包，数据终端的选择性合并机制的优点就特别明显。
在同一个小区中可以存在多个采用点到多点方式的MBMS业务，每个MBMS业务都占用一个MTCH信道，而且有可能存在多个MTCH信道映射到同一个FACH传输信道上。那么就存在对于FACH传输信道资源的竞争。高优先级的业务可以抢断低优先级业务的资源。
假设小区1和小区2是相邻小区，并且小区1上有两个点到多点方式的MBMS业务1和业务2，并且业务1的优先级大于业务2的优先级，它们分别占用MTCH(a)和MTCH(b)，这两个逻辑信道映射到同一个FACH(x)上；同样，小区2上有两个点到多点方式的MBMS业务2和业务3，并且业务2的优先级大于业务3的优先级，它们分别占用MTCH(c)和MTCH(d)，这两个逻辑信道映射到同一个FACH(y)上；
小区1和2的MBMS业务2的数据，根据图3，共享RLC实体，经过RLC处理后的数据包被复制和分发给小区1和2各自的MAC实体，之后，在小区1和2中的数据处理传送相互独立，互不影响。
当这三个MBMS业务同时提供时，有可能存在以下情况在小区1中，由于业务1总是抢断业务2的资源，业务2只能以较慢的速度把数据传送到用户终端。
在小区2中，由于业务2总是抢断业务3的资源，业务2能以较快的速度把数据传送到用户终端。
有一个用户终端正在接收MBMS业务2，它处在小区1和2的边缘，同时接收两个小区发下来的业务2的数据，在业务2开始的时候，用户终端还可以采用“选择性合并机制”，随着时间的推移，业务2的数据在小区1和2的传输延迟可能越来越大，最终，用户终端将无法实现“选择性合并机制”。
因为各个小区的MBMS业务组合千差万别，同一业务在各个小区的同一发送周期中，对于FACH信道的资源占用情况也不尽相同，随着时间的推移，各个小区的发送进度的差别会越来越大，进而，将会有越来越多的用户终端无法实现“选择性合并机制”。
这种问题，是由于在经过共享的RLC处理之后，各个小区处理同一MBMS业务数据时，相互独立，互不影响而造成的。
要改善UTRAN侧的发送机制，就应该使同一个MBMS业务在各个小区中的处理，尽可能的保持步调一致，时间上相差不大，这样，用户终端接收到的来自相邻小区的数据之间的延迟就不会太大，“选择性合并机制”也才能被最大程度的利用。
发明内容
本发明的目的是提供一种均衡发送MBMS业务数据的方法，对于同一个MBMS业务，利用动态调度机制，可以使得各个采用点到多点方式小区，在发送MBMS数据时，尽可能的保持步调一致。进而使得用户终端很容易实现“选择性合并机制”。
为实现上述目的，一种均衡发送MBMS业务数据的方法，包括以下步骤1)在第一个“非连续发送周期”内，各个小区收到来自共享RLC的PDU数据包，开始给PDU编号；2)根据调度信息，把各个小区的“发送状态”汇报给公共模块；3)各个小区按照第一次调度的信息，在逻辑信道上发送数据；4)公共模块根据收集到的数据，求出发送状态的均值；5)公共模块把这个均值反馈到各个小区；6)求出各个小区的“发送状态”对于“均值”的偏差，根据偏差的程度和映射到同一FACH上各个MTCH的优先级，对下一个“发送周期”的数据进行调度。
本发明采用一种汇报反馈的方法，使得某个小区在发送MBMS数据时，知道其它小区的发送进度情况，当它发送的太快时，它将降低自己的发送速度；反之，太慢时，加快发送速度。
图1是MBMS业务的逻辑网络设备图；图2是MBMS业务的逻辑信道与传输信道的映射关系；图3是在UTRAN中的MBMS数据传输机制；图4是用户终端对于来自相邻小区的同一MBMS业务数据的选择性合并机制；图5是UTRAN中的汇报反馈流程；图6是公共模块的信息处理操作流程；图7是对某小区发送数据的调度流程；图8是把调度信息通知给用户终端和按照调度信息发送数据的时序关系；图9是MBMS数据调度的结构。
具体实施例方式
本发明由两个基本模块构成，“101调度发送MBMS业务数据的模块”和“102公共模块”，它们都处于无线接入网络中。如图1，由101调度模块调度各个小区要发送的数据，并且把调度信息汇报给102公共模块，然后，公共模块求出发送状态(发送进度)的平均值，并把它反馈给调度模块。在下一个调度周期内，101调度模块调度各个小区的MBMS数据时，会把接收到的平均值考虑在内。
从图3可知，MBMS数据共享了RLC实体，RLC产生的数据包称作RLC PDU(分组数据单元)，这些PDU被复制和转发给各个小区的MAC实体，由于各个小区发送数据步调的不一致是由MAC实体开始的；而且，从图2可知，分别服务于不同MBMS业务的MTCH信道可以映射到同一个FACH传输信道上，多个MTCH信道可能存在争夺资源的情况。所以，在对某小区上发送的数据在一个发送周期内进行调度，应该处于RLC和MAC之间，而且是对逻辑信道MTCH及其所用资源的调度。
在规范TS25.346 v6.2.0中规定，对于MTCH信道要进行调度，使得小区以非连续的方式向用户终端发送业务数据。这个调度信息指的是在一个非连续发送周期中，把FACH上多少个无线数据帧分配给这个MTCH信道，而且指出第一个无线帧起始位置。为了简化说明，本发明中所述的对于业务数据发送的调度，指的是在MTCH的一个发送周期内，安排多少个数据块向下发送。其实质与规范中说明的概念没有本质差别。
本发明利用了汇报反馈机制，各个小区可以动态调整自己的数据发送速率，使得各小区的发送步调基本一致。图5说明了UTRAN中的汇报反馈流程。为了便于汇报和统计各个小区的发送状态，各个小区要为来自RLC的PDU数据包编号，从零开始，逐个递加，每个PDU的编号要在本业务的服务期内保持唯一。这个编号只用于汇报反馈机制中，不随数据包发给用户终端。图5中的公共模块可以是RLC，也可以是RRC(无线资源控制)等其它模块。
501在第一个“非连续发送周期“内，各个小区收到来自共享RLC的PDU数据包，开始给PDU编号。在第一个发送周期内，不发送数据，只对第二个发送周期进行发送调度，根据各自FACH资源的占用情况，规划在第二个发送周期内发送数据包的数目，这作为第一次调度。
502根据各个小区在第一次调度的结果，把“规划要发送的最后一个数据包的序列号(编号)”发送给公共模块。这个编号作为各个小区在第二个发送周期的“发送状态”。
503各个小区按照第一次调度的信息，在逻辑信道(MTCH)上发送数据。
504公共模块收到来自各个小区的发送状态，在第二个“非连续发送周期”开始时，计算出这个MBMS业务数据的“发送状态”的均值(平均值)。
505把公共模块计算出的均值发送给各个小区。
506求出本小区第二个发送周期的“发送状态”相对于“均值”的“偏差”，根据偏差的性质和本业务逻辑信道的优先级，对第三个发送周期进行调度，作为“第二次调度”。
507根据第二次调度的结果，报告“第二次发送状态”(把在下个周期中规划要发送的最后一个RLC PDU数据包的序号发给公共模块)。
508各个小区按照第二次调度信息，在逻辑信道MTCH上发送数据509同594，计算“发送状态”的“均值”。
510反馈发送状态的均值给各个小区。
第三个发送周期的流程同第二个发送周期，后续发送周期依次类推。
对于图5介绍的汇报反馈流程，存在一个问题，如果在每个周期中，报告和反馈小区的“发送状态”和“均值”时，每个小区的信息用一个独立的消息来承载，那么一群小区的消息数量将非常庞大，而且在一群小区中，同时进行的MBMS业务可能有很多个。这样，问题将更加严重。本发明给出了减少模块间交互信息数量的方法。采用两种途径来共同解决这个问题，将极大的减少交互信息的数量。在实现中，一组小区的功能是由一个处理板来实现的，整个一群小区仅需要很少的几块处理板。
方法一每个小区上所有正在进行的MBMS业务，它们的“发送状态“被整合在一起作为这个小区的“发送状态”。
方法二在每个非连续发送周期中，一个处理板只用一个消息，来承载处于本板的所有小区的“发送状态”信息。反馈信息也用类似的方式。
同时采用这两种方法，对于一块处理板，在一个发送周期中，只需要一个汇报消息和一个反馈消息，就可以满足这个板子上所有小区的所有MBMS业务的交互需要。
接着，对于图5的公共模块的信息处理操作流程作以介绍。如图6。
601公共模块接收“汇报”的信息。
602由于一个处理板的一个信息包含多个小区的多个业务的信息，首先，对信息按不同MBMS业务进行分类。
603对于某个MBMS业务，统计各个小区的发送状态，求出均值。
604找偏差为负值的小区，这些小区属于发送数据偏慢的小区。再从偏慢小区中找出太慢的小区，即那些偏差为负，而且偏差的绝对值大于某个门限的小区。这些小区属于少数。门限具体值的设定可以根据经验值或仿真结果来确定。
605检验是否存在那些发送数据太慢的小区，如果存在，则执行606重新求均值，如果不存在，则跳到608。
606忽略那些发送数据过慢的小区，再以其它小区为整体求出“发送状态”的“均值”。
607判断是否所有的MBMS业务的“均值”都已获得。
608发送“均值”信息到各个小区。用这个“均值”去影响各个小区对“下一个发送周期”的调度。
继续对图5的过程作进一步说明，对于某小区发送某个MBMS数据的调度流程如图7。
在第一个非连续发送周期，不发送业务数据，只对第二个周期发送数据进行规划调度。
701接收到来自公共模块发来的“均值”(本“发送周期”的“发送状态”的“均值”)。
702求出本小区在这个发送周期的发送状态相对于均值的“偏差”。偏差为正，代表发送偏快；反之，发送偏慢。
703检验偏差的绝对值，是否小于门限A。绝对值小于门限A说明本小区的“发送状态”比较正常，没有必要对发送速率进行调整。门限A具体值由经验值或仿真结果确定。
704对于那些偏差大于门限A，需要进行速率调整的小区，进一步检验。偏差为正，说明此小区发送太快，需要减慢数据发送速率。偏差为负，说明发送太慢，需要加速。
705如果本小区发送太慢，需要进一步检验。竞争同一FACH(传输信道)资源的几个MTCH(逻辑信道)，优先级高的MTCH可以优先得到资源。检验本业务所对应的MTCH，如果它的优先级本身是最高的，它一定能优先得到资源，的执行708。如果它的优先级配置的较低，则采取强制措施，使它能在“下一个发送周期”中优先获得资源，执行707。
706对于发送数据过快的小区，在下一个发送周期内，规划不发数据。
707暂时提高本MBMS所对应的MTCH在下一个发送周期的优先级，使它的优先级在这个FACH所对应的MTCH中最高。注意，下一个发送周期中，在发送数据后，下一次调度之前，还原这个MTCH的优先级。
708对于无需调整发送速率和无法提高发送速率的情况，按照传统方式对下一个发送周期进行调度。
709结束这次调度。
对于某MBMS业务，在某个非连续发送周期中，调度工作结束后，此调度信息(数据帧的偏移和持续的帧的数目)将被及时的通知给用户终端。在下一个周期内，用户终端利用此调度信息接收MBMS业务。把调度信息通知给用户终端和按照调度信息发送MBMS数据的时序关系如图8。
801在第一个“非连续发送周期”中，作第一次发送调度(对“第二个发送周期”中要发送的数据的调度)。
802发送“调度信息”给用户终端。
803在第二个“非连续发送周期”的开始，按照“第一次调度信息”发送业务数据给用户终端。
804对下一个“非连续发送周期”进行发送数据的调度。
805发送“第三个发送周期”的“调度信息”给用户终端。
806在第三个“非连续发送周期”，按照“第二次调度信息”发送业务数据给用户终端。
后续动作依次类推。
a.发明的效果本发明对于MBMS业务在一群采用点到多点方式的小区，提出了一种发送业务数据的方法，使得各个小区能够动态的调整发送数据的速率，各个小区发送同一业务数据的步调比较一致，各个用户终端就可以最大程度的利用“选择性合并机制”。
如果各个小区依照传统方式独立的发送MBMS业务数据，由于此业务在各个小区可利用的资源在各个发送周期不尽相同，随着时间的推进，这种不一致可以被积累，各个小区的发送数据的进度差别将越来越大，使得越来越多的用户终端无法实现“选择性合并机制”，本发明可以很好的解决这一问题。
权利要求
1.一种均衡发送MBMS业务数据的方法，包括以下步骤1)在第一个“非连续发送周期”内，各个小区收到来自共享RLC的PDU数据包，开始给PDU编号；2)根据调度信息，把各个小区的“发送状态”汇报给公共模块；3)各个小区按照第一次调度的信息，在逻辑信道上发送数据；4)公共模块根据收集到的数据，求出发送状态的均值；5)公共模块把这个均值反馈到各个小区；6)求出各个小区的“发送状态”对于“均值”的偏差，根据偏差的程度和映射到同一FACH上各个MTCH的优先级，对下一个“发送周期”的数据进行调度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于每一个数据包有一个由小到大递增的编号，这个编号在这个MBMS的服务期内保持唯一。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述公共模块是RLC(无线链路控制)功能实体或RRC方便访问的实体。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所述数据包的编号不随数据包发给用户终端。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在第一个发送周期内不发送数据，只对第二个发送周期进行发送调度。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在第二个“非连续发送周期”的开始计算发送状态的均值。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于把每个小区中所有采用“点到多点方式”的MBMS业务的“发送状态”整合在一起作为本小区的“发送状态”。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在每个非连续发送周期中，每个处理板把所有所属小区的状态信息用一个消息来承载，汇报给公共模块。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于公共模块计算“发送状态”的“均值”时，去掉那些发送缓慢并且偏差大于某一门限的小区的发送状态。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于所述门限根据经验值或仿真结果确定。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括对于小区数据速率的调整，包括步骤1)对于偏差在一定范围内的小区，按照传统的方式进行调度；2)对于发送太快的小区，使它在下一个周期内不发数据；3)对于发送太慢的小区，如果能够通过提高逻辑信道的优先级使它抢占到FACH的资源，就在下个周期内暂时使本业务所对应的逻辑信道MTCH的优先级最高，如果它的优先级本来就是最高的，则按照传统方式进行调度。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于还包括调度工作结束后，包括步骤发送“调度信息”给用户终端；在第二个“非连续发送周期”的开始，按照“第一调度信息”发送业务数据给用户终端；对下一个“非连续发送周期”进行发送数据的调度；发送“第三个发送周期”的“调度信息”给用户终端；在第三个“非连续发送周期”，按照“第二次调度信息”发送业务数据给用户终端。
全文摘要
一种均衡发送MBMS业务数据的方法，包括以下步骤在第一个“非连续发送周期”内，各个小区收到来自共享RLC的PDU数据包，开始给PDU编号；根据调度信息，把各个小区的“发送状态”汇报给公共模块；各个小区按照第一次调度的信息，在逻辑信道上发送数据；公共模块根据收集到的数据，求出发送状态的均值；公共模块把这个均值反馈到各个小区；求出各个小区的“发送状态”对于“均值”的偏差，根据偏差的程度和映射到同一FACH上各个MTCH的优先级，对下一个“发送周期”的数据进行调度。本发明采用一种汇报反馈的方法，使得某个小区在发送MBMS数据时，知道其它小区的发送进度情况，当它发送的太快时，它将降低自己的发送速度；反之，太慢时，加快发送速度。
文档编号H04W72/12GK1897745SQ200510084049
公开日2007年1月17日 申请日期2005年7月15日 优先权日2005年7月15日
发明者黎建党, 李德涛, 赵世龙, 许丽香, 蔡启明 申请人:北京三星通信技术研究有限公司, 三星电子株式会社