专利名称：一种无线接入网中组播广播节目的发送方法
技术领域：
本发明涉及通信领域，尤其涉及一种无线通讯接入网中，组播广播服务
(Broadcast Multicast Service)节目在BSC (Base Station Controller,基站 控制器)内部，以及BSC与BS (Base Station,基站)之间的发送方法。
背景技术：
在支持组播广播服务的无线通讯系统中， 一个组播广播节目从节目源发 送到手机，需要经过节目源服务器、组播广播服务节点(BSN)、无线接入 网络(RAN)，再经过空中口到达手机。RAN又包括了 BSC和若干BS。 BSN将一路节目发送到RAN的BSC后，BSC将节目发送给所辖的BS。
为了实现节目的组播广播，BSC要把一路节目通过接口板发向多个BS。 高容量的BSC为了挂接更多的BS,通常可以配置多个BS接口板。整个BSC 可挂接BS的最大数目，就是一个接口板能够挂接BS的数目，乘以BSC配 置的接口板数。
在BSC内部， 一路组播广播节目要想发向所有的BS, BSC内部的广播 节目源必须将一路节目发向所有的BSC接口板。假设BSC接口板数量为n， BSC发起的广播节目数量为m,则在BSC内部有nxm路节目在传输。此 时，BSC内部传输的(n-l)xm路节目是冗余的，同一路节目发送了多次。只 是为了在点对点的传输方式下，将节目流发送到每一个接口板。在n的取值 较大的情况下，BSC内部冗余传输占用的带宽也就很大。
BSC为了把一路节目发到所有BS,需要通过BSC接口板给每个BS发 送一份组播广播节目。假设BSC接口板配置了 k个BS， BSC发起的广播节 目数量为m。则在BSC接口板与所有BS之间有kxm个节目在传送。此时， BSC接口板与所有BS之间有(k-l)xm路节目是冗余的。在大规模覆盖的 网络规划下，组播广播节目在BSC和BS之间的冗余发送流量也是巨大的。
由于广播节目的冗余发送，RAN的处理能力没有能够合理利用，降低 了 RAN的系统容量。
在中国专利CN02119110中提到了 一种具有组播广播功能的分组数据通 讯设备实现方式，但没有提出解决冗余传输的方法。
在中国专利CN01130877中提到了 一种具有组播广播功能的无线接入网 实现方式。它提出了一种方法以减少从无线网络控制器到一个BS下多个组 播多播控制模块的冗余传输。但是该方法并没有解决在BSC内部同一节目 冗余传输的的问题；也没有充分的考虑在BSC和BS之间减少冗余传输的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无线接入网中组播广播节目的发 送方法，减少无线接入网中组播广播节目的传送负荷，降低RAN内部组播 广播节目流的冗余，提高RAN的网络容量。
为了解决上述问题，本发明提供了 一种无线接入网中组播广播节目的 发送方法，包括以下步骤
(1) 在一个组播广播节目连接建立的过程中，BSC内部的节目处理模 块通知需要接收该节目流的BS接口板加入该节目对应的第一 IGMP组；第 一 IGMP组的组播地址为第一组播地址；
(2) 接收到该节目的节目流数据后，加入第一 IGMP组的BS接口板 所对应的BSC接口板将该节目流数据封装成目标地址为所述第一组播地址 的第一 IGMP组播报文，将该报文向所述加入第一 IGMP组的BS接口板发送。
进一步地，上述方法还可具有如下特点所述节目处理模块根据数据库 的配置确定需要接收该节目流的BS接口板。
进一步地，上述方法还可具有如下特点步骤(1)进一步可分为以下 步骤
(101)在一个组播广播节目连接建立的过程中，所述节目处理模块 向需要接收该节目流的BS接口板发送第一组播组加入请求消息，该第一组 播加入请求消息中包含所述第一组播地址；
(102)接收到所述第一组播组加入请求消息的BS接口板，按所述第 一组播地址加入所述第一 IGMP组，并将第一组播组加入结果返回给所述节 目处理模块；
(103 )所述节目处理模块根据接收到的所述第一组播组加入结果确定 BS接口板加入所述第一 IGMP组。
进一步地，上述方法还可具有如下特点步骤(IOI)中，所述节目处 理模块在发送所述第一组播组加入请求消息的同时，启动加入组播组定时器 开始计时；步骤(103)中，所述节目处理模块如果在所述定时器设定的定 时周期内接收到所述的第 一组播组加入结果，则确定该BS接口板加入所述 第一IGMP组。
进一步地，上述方法还可具有如下特点步骤(103)后还包括
(104) 所述节目处理模块向加入第一 IGMP组的BS接口板所对应的 BSC接口板发起第二组播组加入请求消息，该第二组播组加入请求消息中包 含该节目对应的第二 IGMP组相应的第二组播地址，以及该节目的节目组编 号与相应的第一组播地址；
(105) 所述BSC接口板接收到所述第二组播组加入请求消息后，按所 述第二组播地址加入该节目对应的第二 IGMP组，并将第二组播组加入结果 返回给所述节目处理模块；
(106) 当所述节目连接建立完成后，所述节目处理模块将节目流数据 封装成目标地址为所述第二组播地址的第二 IGMP组播报文，将该报文向所 述加入第二 IGMP组的BSC接口板发送。
进一步地，上述方法还可具有如下特点当所述节目连接建立完成后， 所述加入第二 IGMP组的BSC接口板根据所述节目组编号查询该节目相应
的第一组播地址。
本发明还提供了另一种无线接入网中组播广播节目的发送方法，包括以
下步骤
(a) 在一个组播广播节目连接建立的过程中，BSC内部的节目处理模 块通知需要转发该节目流的BSC接口板加入该节目对应的IGMP组；
(b) 当所述节目连接建立完成后，所述节目处理模块将节目流封装成 IGMP组播报文，并将该IGMP组的组^番地址作为目标地址在BSC内部网络 总线上发送。
进一步地，上述方法还可具有如下特点所述节目处理模块根据数据库 的配置确定需要接收该节目流的BS接口板；并根据所述BS接口板所连接 的BSC接口板的情况，以及负荷分担的情况确定需要转发该节目流的BSC 接口板。
进一步地，上述方法还可具有如下特点如果只有一个BSC接口板与 所述需要接收该节目流的BS接口板相连接，则所述节目处理模块确定该 BSC接口板为所述需要转发该节目流的BSC接口板；如果有多个BSC接口 板与所述需要接收该节目流的BS接口板相连接，则所述节目处理模块确定 负荷最轻的BSC接口板为所述需要转发该节目流的BSC接口板。
进一步地，上述方法还可具有如下特点所述节目处理;f莫块通过向所述 需要转发该节目流的BSC接口板发送组播组加入请求消息通知其加入该节 目对应的IGMP组。
本发明提出 一种利用IGMP协i义(Internet Group Management Protocol, Internet组管理协议)在BSC内部降低组播广播节目流冗余发送的方法，以 及一种在BSC与BS之间降低组播广播节目流冗余发送的方法。与现有技术 相比，本发明节省了在BSC内部、从节目处理模块到BSC接口板之间，以 及BSC与BS之间的带宽资源。
图1为支持组播广#"业务功能的无线通讯接入网结构图； 图2为本发明第一实施例的组播广播节目建立过程的流程图3为本发明第二实施例的组播广播节目建立过程的流程图4为本发明第三实施例的组播广播节目建立过程的流程图5为本发明实施例的结构图，BSC接口板各自通过独立的网络与BS 相连；
图6是本发明实施例的结构图，BSC接口板通过互联的网络与BS相连 实现负荷分担。
具体实施例方式
在BSC内部有一个处理组播广播节目流的模块，负责接收来自核心网 BSN的组播广播节目。以CDMA lxEV-DO (码分多址分组数据服务演进标 准)基础上的组播广播服务为例，BSC内部的组播广播节目处理模块(本文 中也称作节目处理模块)根据协议规定，对核心网进入的组播广播节目流进 行编码，把节目内容按协议规定的MAC (Media Access Control,介质访问 地址)层包格式组织。数据组织好后，节目处理模块按一定的时序，将节目 流通过BSC接口板发送到BS上的BS接口板，BS接口板负责将收到的节 目流转发给BS的信道单元，再由BS的信道单元调制成CDMA lxEV-DO 空中口信号，发送给终端。
参见图l，每个节目分别对应一个节目处理模块，节目处理模块通过BSC 内部总线将节目流发送给BSC接口板，再通过BSC接口板发送到BS接口 板，在发送时，需要将节目流发送到BSC上的所有需要转发节目流的接口 板，如图1所示，BSC接口板再通过以太网将节目发送到所有需要接收该节 目的BS。
如果在BSC内部一路节目要向多个BSC接口板发送的话，冗余发送就 会产生，而且随着节目数量的增加，冗余更会成倍增加。为了减少在BSC 内部从一个节目处理模块发送节目流到BSC多个接口板的流量负栽，本发 明中的节目处理模块是以IGMP组播的方式发送节目流。而所有需要转发节 目流的BSC接口板，为了接收该节目流也必须加入到同样的IGMP组，这
个IGMP组的组播地址在连接建立时由节目处理模块通知BSC接口板。
同样地，为了降低在BSC到BS之间的链路上冗余，本发明中的BSC 接口板是以IGMP组播的方式发送节目流。所有需要接收节目流的BS接口 板，为了接收该节目流也必须加入到特定的IGMP组，这个IGMP组的组播 地址在连接建立时，由节目处理模块通知BSC接口板。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。 实施例一
在BSC内部降低冗余的发送方法
为了减少在BSC内部从一个组播广播节目处理模块发送节目流到BSC 多个接口板的流量负载，在一个组播广播节目的建立过程中，需要该节目的 节目处理模块为该节目规划其所属的IGMP组，并通知需要转发该节目流的 BSC接口板加入该IGMP组。该IGMP组的组播地址在组播广播节目的连接 建立时由节目处理模块通知BSC接口板。
如图2所示，在节目的连接建立过程中，包括以下步骤
步骤21,组播广播节目处理模块向需要转发组播广播节目的BSC接口 板发送组播组加入请求消息，该请求消息中包含该节目对应的IGMP组的组 播地址及节目组ID (编号)；
节目处理模块根据后台数据库的配置，发现节目要发送到的BS可以通 过某个BSC接口板到达，那么节目处理模块就选择这个接口板转发节目流； 如果，节目可通过几个BSC接口板到达，那么根据负栽平衡的原则选择某 个负载最轻的BSC接口板转发。
步骤22，收到组播组加入请求消息的BSC接口板，按要求的组播地址 加入IGMP组，并在回应消息中向节目处理才莫块返回组^"组加入结果。
在连接建立过程中，节目处理模块还可以设置组播组加入定时器，节目 处理^^莫块在发送组播组加入请求消息的同时启动定时器开始计时；节目处理 模块如果在定时器设定的定时周期(T组播组加入定^ )内接收到组播组加入结果， 则确定该BSC接口板为目标BSC接口板。
BSC接口板加入节目对应的IGMP组后，就可以接收后续从组播广播节 目处理模块过来的节目流。
节目的连接建立完成后，在该节目播放时，如图l所示，节目处理模块 1、节目处理模块2和节目处理模块3分别对应核心网发送的节目1、节目2 和节目3。各节目处理模块通过BSC内部总线发送由组播报文封装的节目 流，且仅发送一份。组播报文的地址即是在连接建立时，节目处理模块发送 给BSC接口板的组播组请求消息中的组播地址。已加入节目对应的组播组 的BSC接口板在内部总线上可以监听并接收到自己所属IGMP组的报文。 因此，以IGMP报文格式封装的节目流仅发送一份也能到达多个需要转发节 目的BSC接口板。
实施例二
在BSC与BS之间的链路上降低冗余的发送方法
BSC与BS之间采用以太网连接的组网方式下，BSC接口板在组网保 证的情况下，能够路由到BS的接口板。因此， 一个IGMP组能够穿过以太 网到达目标网元。在以太网内部，跨越路由器建立IGMP组通路的过程与方 法不在本专利的说明范围之内。
如图3所示，在组播广播节目的连接建立过程中，包括以下步骤
步骤31,节目处理模块向组播广播节目涉及的BS (即需要接收该节目 的BS)发送组播组加入请求消息，该请求消息发送到BS的接口板上，消 息中包含该节目对应的IGMP组的组播地址；
步骤32， BS接口板收到组播组加入请求后，按要求的组播地址加入组 播广播节目对应的IGMP组，并在回应消息中向节目处理模块返回组播组加 入结果；
节目处理模块根据接收到BS接口板的组播组加入结果发现目标BS，然 后，节目处理模块根据某个节目的目标BS所连接BSC接口板的情况，以及 负荷分担的情况判断确定需要转发的BSC接口板。如果只有一个BSC接口
板与某目标BS在同 一个网络，则只能选择这个BSC接口板；如果有多个 BSC接口板与之在同一个网络上，那么，选择负荷最轻的BSC接口板。如 图5中所示，BS1、 BS2为目标BS, BS1和BS2只与BSC接口板1在同一 个网络(以太网l)，则确定BSC接口板1为需要转发的BSC接口板；而 在图6中，BS1和BS2与BSC接口板1及BSC接口板2在同一个网络(以 太网l)，则从BSC接口板1和BSC接口板2中选择负载轻的作为需要转 发的BSC接口板。
在连接建立过程中，节目处理模块还可以设置组播组加入定时器，节目 处理模块在发送组播组加入请求消息的同时启动定时器开始计时；节目处理 模块如果在定时器设定的定时周期(T 组播组加入定时器 )内接收到组播组加入结果， 则确定该BS接口板为目标BS接口板。
对该节目所有涉及的BS重复上面的步骤，直到选择出能到达所有BS 的需要转发该节目流的BSC接口板列表。
步骤33,节目处理模块向需要转发该节目流的BSC接口板发送组播发 现通知消息；
节目处理模块根据上述的BSC接口板列表向需要转发该节目流的BSC 接口板发送组播发现通知消息，在组播发现通知消息中将该节目的节目组编 号和其发现的目标BS的组播地址通知给列表中的BSC接口板。
步骤34， BSC接口板向节目处理;漠块发送组播发现通知消息的回应消
自
下面以图5为例说明本实施例节目播放的流程。图5和图6的区别在于， 图6中BSC接口^反2为BSC才姿口丰反1的备份。
节目连接建立完成后，在节目的播放过程中，如图5所示，从核心网来 的节目l发送到该节目对应的节目处理模块l上，BSC接口板1和BSC接 口板3从BSC内部总线收到从节目处理模块1发来的该节目流后数据，会 分别根据节目组编号查询相应的目标BS组播地址，并将节目流数据封装成 组#番报文，净艮文的组播地址为目标BS的组纟番地址，再通过以太网络转发该
节目流到BS。
BSC接口板1只需将需要转发的节目流以组播报文的形式发送一份到 以太网1，该报文的组播地址即连接建立时节目处理模块通知BS接口板1 的目标BS (BS1、 BS2)的组播地址。这样，从BSC接口板1到BS1和BS2 就只需要发送一份以IGMP报文封装的节目流数据，而不是向每个BS都发 送一份节目流，同一个网络内的目标BS接口板都能够接收该节目流。同样 地，BSC接口板3以组播报文的形式将节目流通过以太网2发送给目标BS3。
当目标BS接口板收到以太网上该节目流所在IGMP组的才艮文时，就接 收下来。在BS内部，还会对节目流的合法性进行校验，并做进一步处理。
实施例三
同时在BSC内部及BSC与BS之间的链路上降低冗余的发送方法
在一个组播广播节目的建立过程中，需要该节目的节目处理模块为该节 目规划其对应的IGMP组，并通知所有需要接收该节目流的BS接口板加入 该节目对应的IGMP组，同时通知需要转发节目流的BSC接口板也加入特 定的IGMP组。如图4所示，在节目建立过程中，相关的控制流程包括以下 步骤
步骤41，组播广播节目处理模块，向组播广播节目涉及的BS (即需要 接收该节目的BS)发送第一组播组加入请求消息，该请求消息发送到BS 的接口板上，消息中包含该节目所属的第一 IGMP组对应的第 一组播地址。
步骤42，收到第一组播组加入请求的BS接口板，按要求的第一组播 地址加入第一 IGMP组，并在回应消息中返回第一组播组加入结果。
BS接口板加入这个IGMP组后，就可以接收后续从BSC接口板转发过 来的节目流。
步骤43，组播广播节目处理模块，向需要转发组播广播节目的BSC接 口板发送第二组播组加入请求消息，该请求消息中包含该节目所属的第一 IGMP组对应的第 一组播地址及节目组ID (编号)；以及第二组播地址。
需要转发组播广播节目的BSC接口板是节目处理模块通过BS返回的组
播组加入结果确定的。即，节目处理模块收到播组加入结果后，根据目标
BS接口板确定对应的BSC接口板，以便转发节目流。
本实施例中，如图4所示，节目处理模块在向BS接口板发送第一组播 组加入请求消息的同时，启动加入组播组定时器开始计时；如果在定时器设 定的定时周期(T加^播组定^)内接收到所述的第一组播组加入结果，则确定 该BS接口板已加入第 一组播组，该BS接口板对应的BSC接口板为需要转 发节目流的BSC接口板。
步骤44，收到第二组播加入请求消息的BSC接口板，按要求的第二组 播地址加入第二 IGMP组，并在回应消息中返回第二组播组加入结果。
BSC接口板加入第二 IGMP组后，就可以接收后续从组播广播节目处理 模块过来的节目流。
节目处理模块在向BS接口板发送第二组播组加入请求消息的同时，启 动加入组播组定时器开始计时；如果在定时器设定的定时周期(T 加入組播組定时器乂 内接收到第二组播组加入结果，则确定该BS接口板已加入第二 IGMP组。
然后，BSC接口板根据第二组播加入请求消息中的节目组编号与第一组 播地址，记录在其转发表项中；在该节目播^:过程中，节目流到达BSC接 口板后，BSC接口板根据节目组编号查询相应的第一组播地址；并将该第一 组播地址作为目标地址，然后构造组播报文向BS接口板转发节目流。
下面以图5为例说明本实施例节目播;故的流程。图5和图6的区别在于， 图6中BSC接口板2为BSC接口板1的备《分。
从核心网来的节目发送到该节目所对应的节目处理模块1上，后者将节 目流封装成第一 IGMP组播报文，报文地址是该节目在连接建立时，请求 BSC接口板加入的第二组播地址。
由于组播的特性，BSC内部接在内部总线32的所有网元都能够收到该 組播报文，但是只有加入了某个组播组的网元才能够接收该组播组的报文。 由于所有需转发节目流的BSC接口板33都已加入第二 IGMP组播组，因此 它们能从内部总线接收到该组播组的数据报文。这样，节目处理模块仅发送
一份节目流就能够到达所有的BSC接口板。
如图5所示，每个BSC接口板通过各自独立的网络与下挂的BS互联。 此时，BSC接口板将要转发的节目流，封装成第二组播报文发送一份到BSC 与BS之间的网络。第二组播报文的组播地址是在节目的连接建立过程中， 节目处理模块通知目标BS接口板加入的第一组播地址。BS接口板在网络 上能够监听并接收自己所加入第一IGMP组播组的组播报文。这样，同一个 网络的所有目标BS都能够收到该节目流。
本发明的基本思想还可以通过其它不同的途径实现。本发明及其实施例 并不限于上面所描述通信系统的实例。而是在权利要求书的范围内可以加以 改变。
权利要求
1、一种无线接入网中组播广播节目的发送方法，包括以下步骤(1)在一个组播广播节目连接建立的过程中，BSC内部的节目处理模块通知需要接收该节目流的BS接口板加入该节目对应的第一IGMP组；第一IGMP组的组播地址为第一组播地址；(2)接收到该节目的节目流数据后，加入第一IGMP组的BS接口板所对应的BSC接口板将该节目流数据封装成目标地址为所述第一组播地址的第一IGMP组播报文，将该报文向所述加入第一IGMP组的BS接口板发送。
2、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述节目处理模块根据数 据库的配置确定需要接收该节目流的BS接口板。
3、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，步骤(l)进一步可分为以 下步骤(101)在一个组播广播节目连接建立的过程中，所述节目处理模块向需 要接收该节目流的BS接口板发送第一组播组加入请求消息，该第一组播加 入请求消息中包含所述第一组播地址；(102)接收到所述第一组播组加入请求消息的BS接口板，按所述第 一组播地址加入所述第一 IGMP组，并将第一组播组加入结果返回给所述节 目处理模块；(103 )所述节目处理模块根据接收到的所述第一组播组加入结果确定 BS接口板加入所述第一 IGMP组。
4、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(IOI)中，所述节目 处理模块在发送所述第 一组播组加入请求消息的同时，启动加入组播组定时 器开始计时；步骤(103)中，所述节目处理模块如果在所述定时器设定的 定时周期内接收到所述的第一组播组加入结果，则确定该BS接口板加入所 述第一IGMP组。
5、 如权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(103)后还包括(104)所述节目处理模块向加入第一 IGMP组的BS接口板所对应的 BSC接口板发起第二组播组加入请求消息，该第二组播组加入请求消息中包 含该节目对应的第二 IGMP组相应的第二组播地址，以及该节目的节目组编 号与相应的第一组#"地址；(105 )所述BSC接口板接收到所述第二组播组加入请求消息后，按所 述第二组播地址加入该节目对应的第二 IGMP组，并将第二组播组加入结果 返回给所述节目处理模块；(106)当所述节目连接建立完成后，所述节目处理模块将节目流数据 封装成目标地址为所述第二组播地址的第二 IGMP组播报文，将该报文向所 述加入第二 IGMP组的BSC接口板发送。
6、 如权利要求5所述的方法，其特征在于，当所述节目连接建立完成 后，所述加入第二 IGMP组的BSC接口板才艮据所述节目组编号查询该节目 相应的第一组播地址。
7、 一种无线接入网中组播广播节目的发送方法，包括以下步骤(a) 在一个组播广播节目连接建立的过程中，BSC内部的节目处理模 块通知需要转发该节目流的BSC接口板加入该节目对应的IGMP组；(b) 当所述节目连接建立完成后，所述节目处理模块将节目流封装成 IGMP组播才艮文，并将该IGMP组的组播地址作为目标地址在BSC内部网络 总线上发送。
8、 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述节目处理模块根据数 据库的配置确定需要接收该节目流的BS接口板；并根据所述BS接口板所 连接的BSC接口板的情况，以及负荷分担的情况确定需要转发该节目流的 BSC接口板。
9、 如权利要求8所述的方法，其特征在于，如果只有一个BSC接口板 与所述需要接收该节目流的BS接口板相连接，则所述节目处理模块确定该 BSC接口板为所述需要转发该节目流的BSC接口板；如果有多个BSC接口 板与所述需要接收该节目流的BS接口板相连接，则所述节目处理模块确定负荷最轻的BSC接口板为所述需要转发该节目流的BSC接口板。
10、如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述节目处理模块通过向 所述需要转发该节目流的BSC接口板发送组播组加入请求消息通知其加入 该节目对应的IGMP组。
全文摘要
本发明公开了一种无线接入网中组播广播节目的发送方法，在一个组播广播节目连接建立的过程中，BSC内部的节目处理模块通知需要接收该节目流的BS接口板加入该节目对应的第一IGMP组；第一IGMP组的组播地址为第一组播地址；接收到该节目的节目流数据后，加入第一IGMP组的BS接口板所对应的BSC接口板将该节目流数据封装成目标地址为所述第一组播地址的第一IGMP组播报文，将该报文向所述加入第一IGMP组的BS接口板发送。本发明方法减少了无线接入网中组播广播节目的传送负荷，降低了RAN内部组播广播节目流的冗余，提高了RAN的网络容量。
文档编号H04W28/06GK101170742SQ20071019372
公开日2008年4月30日 申请日期2007年11月23日 优先权日2007年11月23日
发明者杨纯文, 罗雪松 申请人:中兴通讯股份有限公司