一种实现LTE空中接口组播的方法和系统与流程

本发明涉及通信领域，特别涉及一种实现LTE空中接口组播的方法和系统。

背景技术：

宽带集群通信标准《基于LTE技术的宽带集群通信(B-TrunC)系统接口技术要求（第一阶段）空中接口 》使用G-RNTI实现空中接口组播，但是该标准需要修改终端协议栈，只有专用手机才能支持该协议，导致现有的部分移动终端无法进行组播。

可见，现有技术还有待改进和提高。

技术实现要素：

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种实现LTE空中接口组播的方法和系统，调度灵活简单，支持LTE的用户设备即可支持组播。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种实现LTE空中接口组播的方法，包括如下步骤：

A、4G核心网为有组播需求的用户设备建立用于承载组播数据的ERAB；

B1、用户设备加入组播时，4G核心网向LTE基站发送修改ERAB以完成IP组播地址到C-RNTI的映射的ERAB修改请求；;

B2、LTE基站根据所述ERAB修改请求的地址映射信息生成半静态调度无线网络临时标识符，并指示用户设备建立半静态调度;

B3、用户设备接收所述半静态调度无线网络临时标识符，进行RRC连接重配以建立半静态调度，并反馈半静态调度建立完成的消息给LTE基站；

B4、LTE基站通知4G核心网ERAB修改完成，用户设备加入组播。

所述的实现LTE空中接口组播的方法中，所述步骤A具体包括步骤：

A1、4G核心网发送ERAB建立请求至LTE基站，要求建立ERAB；

A2、LTE基站发送M-DRB增加指令给用户设备，以指示用户设备建立M-DRB；

A3、用户设备接收到所述M-DRB增加指令后，通过RRC连接重配建立M-DRB，并反馈M-DRB建立完成的消息给LTE基站；

A4、LTE基站使用ERAB建立响应通知4G核心网M-DRB建立完成。

所述的实现LTE空中接口组播的方法中，所述步骤B4之后，还包括如下步骤：

C1、用户设备退出组播时，4G核心网发送使用户设备退出组播的ERAB修改请求给LTE基站；

C2、LTE基站根据所述ERAB修改请求，发送半静态调度释放指令给用户设备；

C3、用户设备接收到半静态调度释放指令后，通过RRC连接重配释放半静态调度，不再使用半静态调度无线网络临时标识符接收数据，从而退出组播。

所述的实现LTE空中接口组播的方法中，当LTE基站需要传输下行组播数据时，使用激活半静态调度的下行链路控制信息通知用户设备接收数据；完成数据传输后，使用去激活半静态调度的下行链路控制信息通知用户设备停止接收数据。

一种实现LTE空中接口组播的系统，所述系统包括：

4G核心网，用于为有组播需求的用户设备建立用于承载组播数据的ERAB；在用户设备加入组播时，向LTE基站发送修改ERAB以完成IP组播地址到C-RNTI的映射的ERAB修改请求；

LTE基站，用于根据ERAB修改请求的地址映射信息生成半静态调度无线网络临时标识符，并指示用户设备建立半静态调度；

用户设备，用于接收所述半静态调度无线网络临时标识符，进行RRC连接重配以建立半静态调度，并反馈半静态调度建立完成的消息给LTE基站。

所述的用于实现LTE空中接口组播的系统中，所述4G核心网为有组播需求的用户设备建立用于承载组播数据的ERAB时，发送ERAB建立请求至LTE基站，要求建立ERAB；所述LTE基站还用于在接收到ERAB建立请求后，发送M-DRB增加指令给用户设备，以指示用户设备建立M-DRB；并在用户设备完成M-DRB建立后，使用ERAB建立响应通知4G核心网M-DRB建立完成；所述用户设备还用于在接收到所述M-DRB增加指令后，通过RRC连接重配建立M-DRB，并反馈M-DRB建立完成的消息给LTE基站。

所述的实现LTE空中接口组播的系统中，所述4G核心网还用于在用户设备退出组播时，发送使用户设备退出组播的ERAB修改请求给LTE基站，要求修改ERAB使用户设备退出组播；所述LTE基站还用于在接收到使用户设备退出组播的ERAB修改请求后，发送半静态调度释放指令给用户设备；所述用户设备还用于在接收到半静态调度释放指令后，通过RRC连接重配释放半静态调度，不再使用半静态调度无线网络临时标识符接收数据，从而退出组播。

所述的实现LTE空中接口组播的系统中，当LTE基站需要传输下行组播数据时，使用激活半静态调度的下行链路控制信息通知用户设备接收数据；完成数据传输后，使用去激活半静态调度的下行链路控制信息通知用户设备停止接收数据。

有益效果：

本发明提供的一种实现LTE空中接口组播的方法和系统，所述方法由4G核心网为有组播需求的用户设备建立用于承载组播数据的ERAB；用户设备加入组播时，4G核心网向LTE基站发送ERAB修改请求；LTE基站根据所述ERAB修改请求的地址映射信息生成半静态调度无线网络临时标识符，并指示用户设备建立半静态调度；用户设备接收所述半静态调度无线网络临时标识符，进行RRC连接重配以建立半静态调度，并反馈半静态调度建立完成的消息给LTE基站，进而加入组播。由此可知，支持LTE的用户设备都能加入组播，调度灵活简单，提高了LTE空中接口组播的适用范围。

附图说明

图1为本发明提供的实现LTE空中接口组播的方法流程图。

图2为本发明提供的实现LTE空中接口组播的方法中，用户设备加入组播的流程示意图。

图3为本发明提供的实现LTE空中接口组播的方法中，建立M-DRB的流程示意图。

图4为本发明提供的实现LTE空中接口组播的方法中，用户设备退出组播的流程示意图。

具体实施方式

本发明提供一种实现LTE空中接口组播的方法和系统，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

根据3GPP TS 36.213 7.1，当用户设备（User Equipment，UE）高层配置了半静态调度无线网络临时标识符（SPS C-RNTI）时，UE应该使用SPS C-RNTI对下行物理控制信道（PDCCH）以及对应的下行物理共享信道（PDSCH）进行解码；所述PDCCH的循环冗余校验（CRC）由SPS C-RNTI加扰。实际上在LTE系统中，下行链路控制信息（DCI）指示了UE在对应子帧的PDSCH物理层资源以及传输格式等一切必要信息，PDCCH承载了DCI，同时PDCCH的CRC以及对应PDSCH由相应的RNTI加扰，故本发明认为，RNTI在LTE物理层的作用，相当于MAC地址在以太网中的作用。因此，本发明RRC（无线资源控制）协议将相同的SPS C-RNTI配置到若干个UE，这些UE就形成了一个组播组，从而实现了组播。所述RRC协议（RRC）负责RRC连接的管理，根据3GPP TS 36.331 5.3.1，M-DRB的管理通过RRC连接重配实现。

组播是一种允许一个或多个发送者（组播源）发送单一的数据包到多个接收者（一次的，同时的）的网络技术。组播源把数据包发送到特定组播组，而只有属于该组播组的地址才能接收到数据包。对于有线网络而言，存在一套IP地址分配策略以及将层三IP组播地址映射到层二以太网地址的机制；其管理主要包括加入组播，退出组播等。LTE的空中接口，相当于以太网（层二）。要实现组播，只需要完成层三地址到层二地址的映射的功能，即终端在加入组播以及退出组播时，LTE空中接口完成层三地址到层二地址（C-RNTI）的映射。同时，在上行方向即终端到基站方向，总是一对一进行数据传输，无组播需求；组播应用于下行方向即基站到终端方向，即多个终端使用相同的物理层资源接收下行组播数据。本发明使用专用的M-DRB（组播数据无线承载）承载组播数据，地址映射通过RRC对M-DRB的管理及MAC协议对SPS（版静态调度）的激活以及去激活实现。所述MAC完成无线资源调度的功能。

具体的，请参阅图1，本发明提供一种实现LTE空中接口组播的方法，所述方法包括如下步骤：

S10、4G核心网（EPC）为有组播需求的用户设备建立用于承载组播数据的ERAB（演进的无线接入承载）。本实施例中，所述用户设备为具有LTE功能的移动终端。

S210、用户设备加入组播时，4G核心网向LTE基站（eNodeB）发送修改ERAB（演进的无线接入承载）以完成IP组播地址到C-RNTI（无线网络临时标识符）的映射的ERAB修改请求, 要求修改ERAB以完成层三地址到层二地址的映射。

S220、LTE基站根据所述ERAB修改请求的地址映射信息生成半静态调度无线网络临时标识符（SPS C-RNTI），并指示用户设备建立半静态调度（SPS）。具体的，eNodeB根据ERAB修改请求的地址映射信息生成SPS C-RNTI,并通过消息RRC连接重配消息指示UE建立SPS,准备接收由SPS C-RNTI加扰的组播数据。

S230、用户设备接收所述半静态调度无线网络临时标识符，进行RRC连接重配以建立半静态调度，并反馈半静态调度（SPS）建立完成的消息给LTE基站。

S240、LTE基站通知4G核心网用户设备的ERAB修改完成，用户设备加入组播。

请参阅图2，所述步骤S210至S240为用户设备加入组播的流程。由此可知，支持LTE的用户设备都能加入组播，调度灵活简单，提高了LTE空中接口组播的适用范围。

进一步的，请参阅图3，所述步骤S10具体包括步骤：

S110、4G核心网发送ERAB建立请求至LTE基站，要求建立ERAB，用于承载组播数据；所述ERAB为用户设备经过LTE基站到4G核心网之间的数据通路。

S120、LTE基站发送M-DRB增加指令给用户设备，以指示用户设备建立M-DRB；所述M-DRB是指用户设备到LTE基站之间的数据通路，相当于ERAB的一段。

S130、用户设备接收到所述M-DRB增加指令后，通过RRC连接重配建立M-DRB，并反馈M-DRB建立完成的消息给LTE基站；

S140、LTE基站使用ERAB建立响应通知4G核心网用于承载组播数据的ERAB建立完成。

进一步的，本发明还包括退出组播的流程，即，所述步骤S240之后，还包括如下步骤：

S310、用户设备退出组播时，4G核心网发送使用户设备退出组播的ERAB修改请求给LTE基站；

S320、LTE基站根据所述ERAB修改请求，发送半静态调度释放指令给用户设备；

S330、用户设备接收到半静态调度释放指令后，通过RRC连接重配释放半静态调度，不再使用半静态调度无线网络临时标识符接收数据，从而退出组播，并使用RRC连接重配完成通知eNodeB；

S340、LTE基站发送ERAB修改响应通知4G核心网用户设备已退出组播。

从移动终端节电的角度而言，当下行方向有数据传输时，移动终端才需要接收数据，针对SPS(半静态调度)，本发明设计了SPS激活与去激活的机制。根据3GPP TS 36.213 9.2，激活SPS传输时，需要使用SPS C-RNTI来加扰PDCCH；其次，NDI字段设置为0，这个是两个基本条件。为了进一步严格的验证，需要检验DCI（下行链路控制信息）中其他字段。

DCI格式为比特流，其中DCI格式1内容如下：

资源分配类型0或者1: 1比特；

资源块分配及调制编码方案：5比特；

HARQ（混合自动重传请求）进程数：TDD（时分双工） 4比特； FDD（频分双工） 3比特；

新数据指示：1比特；

冗余版本： 2比特；

PUCCH（物理上行链路控制信道）传输功率控制命令： 2比特；

下行分配索引：2比特。

DCI格式1A内容如下：

集中式和分布式虚拟无线资源块分配标志： 1 比特；

资源块分配及调制编码方案 ： 5 比特；

HARQ进程数： TDD 4比特； FDD 3比特；

新数据指示： 1 比特；

冗余版本： 2 比特；

PUCCH传输功率控制命令： 2 比特；

下行分配索引： 2 比特。

MAC使用特定内容的DCI格式1或DCI格式1A来激活SPS传输，DCI需特别设置如表一所示：

表一 激活SPS的DCI。

MAC使用特定内容的DCI格式1A来去激活SPS传输，DCI需特别设置如下：

表二 去激活SPS的DCI。

当LTE基站需要传输下行组播数据时，使用激活半静态调度的下行链路控制信息（DCI）通知用户设备接收数据；完成数据传输后，使用去激活半静态调度的下行链路控制信息通知用户设备停止接收数据。如此设置，有利于省电。

基于上述实施例提供的实现LTE空中接口组播的方法，本发明还提供一种实现LTE空中接口组播的系统，所述系统包括如上所述的4G核心网、如上所述的LTE基站和如上所述的用户设备。

所述4G核心网，用于为有组播需求的用户设备建立用于承载组播数据的ERAB；在用户设备加入组播时，向LTE基站发送修改ERAB以完成IP组播地址到C-RNTI（无线网络临时标识符）的映射的ERAB修改请求。

所述LTE基站，用于根据ERAB修改请求的地址映射信息生成半静态调度无线网络临时标识符（SPS C-RNTI），并指示用户设备建立半静态调度（SPS）。

所述用户设备，用于接收所述半静态调度无线网络临时标识符，进行RRC连接重配以建立半静态调度，并反馈半静态调度（SPS）建立完成的消息给LTE基站。

所述4G核心网为有组播需求的用户设备建立用于承载组播数据的ERAB时，发送ERAB建立请求至LTE基站，要求建立ERAB。所述LTE基站还用于在接收到ERAB建立请求后，发送M-DRB增加指令给用户设备，以指示用户设备建立M-DRB；并在用户设备完成M-DRB建立后，使用ERAB建立响应通知4G核心网M-DRB建立完成。所述用户设备还用于在接收到所述M-DRB增加指令后，通过RRC连接重配建立M-DRB，并反馈M-DRB建立完成的消息给LTE基站。

所述4G核心网还用于在用户设备退出组播时，发送使用户设备退出组播的ERAB修改请求给LTE基站，要求修改ERAB使用户设备退出组播。所述LTE基站还用于在接收到使用户设备退出组播的ERAB修改请求后，发送半静态调度释放指令给用户设备。所述用户设备还用于在接收到半静态调度释放指令后，通过RRC连接重配释放半静态调度，不再使用半静态调度无线网络临时标识符接收数据，从而退出组播。

当LTE基站需要传输下行组播数据时，使用激活半静态调度的下行链路控制信息（DCI）通知用户设备接收数据；完成数据传输后，使用去激活半静态调度的下行链路控制信息通知用户设备停止接收数据。

由此可知，本发明提供的实现LTE空中接口组播的系统中，支持LTE的用户设备都能加入组播，调度灵活简单，提高了LTE空中接口组播的适用范围。由于所述系统的特点以及原理与方法实施例对应，故在此不再赘述。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。