用于操作网络实体的方法、网络实体、用于操作用户设备的方法以及用户设备与流程

本发明涉及用于操作蜂窝无线电通信网络的网络实体的方法、用于操作蜂窝无线电通信网络的网络实体、用以操作蜂窝无线电通信网络的用户设备的方法以及蜂窝无线电通信网络的用户设备。

背景技术：

在多媒体广播/多播服务(mbms)的保护下的多播和广播网络已经成为第三代(3g)和第四代(4g)lte高级无线网络的关键组成部分，以实现资源高效的内容分发。内容主要是传统宽带网络中的电视广播和公共安全(公共警告系统和关键任务通信系统)。由于内容质量要求和时间紧迫性的改进，用于传递内容所消耗的无线电资源的数量已经持续随着时间的流逝而增加。随着改进的视频和音频编解码器提高了终端用户的体验质量，内容质量要求已经持续提高，并且网络运营方需要分配更多的无线电资源以有效地且高效地将此内容传递给终端用户。可用频谱资源的稀缺使这种内容通过空中传递越来越具有挑战性，尤其是在广域上广播媒体时。

迄今为止，使用单播传递高质量媒体内容已经是5g的主要关注领域。当前，假定使用单播来完成高质量媒体内容的传递。启用这样的内容的多播/广播传递将被视为重大破坏，这可能实现5g基站的大规模部署并且进一步增强改进技术的采用。

针对新的多播应用(如增强现实(ar)或具有完全沉浸式的虚拟现实)的延时和可靠性要求如此高，以至于已知的多播传输技术是不够的。作为示例，针对vr，需要7毫秒的端到端延时，以避免在用户处引起晕动感—“端到端”在此是指从内容创建到用户通过眼睛接收。同样，可靠性要求也很高，以便实现流畅地呈现内容，避免“丢帧”，这也可能导致不舒服的体验。

低延时要求降低了任何类型的时间扩展技术用于改进可靠性的潜力，而由于带宽考虑因素以及这种方法在vr眼镜等终端用户设备上的计算复杂性禁止了在应用层上广泛使用前向纠错(fec)。

技术实现要素：

根据第一方面，提供了用于操作蜂窝无线电通信网络的网络实体的方法，该方法包括：接收第一多播/广播业务数据；对第一多播/广播业务数据进行缓冲；经由第一下行链路信道传输第一多播/广播业务数据；经由上行链路信道接收重传请求；根据缓冲的第一多播数据并且根据所接收的重传请求，来确定第二多播/广播业务数据；以及经由第二下行链路信道传输第二多播/广播业务数据。

根据另一方面，提供了用于操作蜂窝无线电通信网络的网络实体，其中该网络实体至少包括处理器、存储器以及至少一个通信模块，其中该网络实体被配置为：接收第一多播/广播业务数据；缓冲第一多播业务；经由第一下行链路信道传输第一多播/广播业务数据；经由上行链路信道接收重传请求；根据所缓冲的第一多播数据并且根据所接收的重传请求，来确定第二多播/广播业务数据；以及经由第二下行链路信道传输第二多播/广播业务数据。

提出了一种新机制，该机制支持以很高的延时和可靠性要求来可靠地传输高质量的多播业务。由于空中接口上的多播传输通常不支持如arq、harq的可靠性机制，由于这些机制的用户中心性，我们提出使用专用的、低延时的空中接口上行链路信道，并且结合本地缓存机制，以用于网络实体侧处的ip多播内容。可以看出，在所考虑的系统中借助提出的反馈机制，与基线广播相比，带宽需求可以减少1/3。

第一下行链路信道、上行链路信道和第二下行链路信道的提供提供了信道的有利分离。特别地，将第一下行链路信道和第二下行链路信道分离提供了两个信道可以被不同地配置(每个信道利用不同的参数集)的优点。此外，分离提供了减小的或防止了信道之间的干扰。

使用所提出的方法、ue和网络实体，系统可以针对平均用户被优化，从而最小化系统带宽需求。考虑到ue发送给网络实体以发起重传的信息的最小量，反馈将需要附加的带宽，该带宽被认为是最小的。该方法还赋予系统灵活性，以实时地优化被用于多播传输的无线电参数，从而改进这种部署的频谱效率和可靠性。

根据有利的实施例，重传请求包括序列信息，该序列信息指示第二多播/广播业务数据，其中该方法还包括在缓冲的第一多播/广播业务数据中将序列信息映射到第二多播/广播业务数据。

根据有利的实施例，第一多播/广播业务数据的传输包括：传输数据单元和序列信息，该数据单元包括有效载荷，该序列信息指示该数据单元。

根据有利的实施例，在以下情况下，第二多播/广播业务数据的传输被进行：第二多播/广播业务数据的内容到期期限还没有到期，和/或如果第二下行链路信道的质量高于阈值，和/或如果到相应用户设备的第二下行链路信道的容量高于阈值，和/或如果第二多播/广播业务数据的相关性指示高于阈值。

如视频或增强现实/虚拟现实的多播内容包括重要和次要内容。例如，针对视频，不同的帧类型被使用—一些是关键帧，这会导致质量下降，而有些是“增量帧”，如果不经常发生，则可以省略该帧。根据相关性指示的区分减小了第二下行链路信道上的负载。此外，上下文选择重传阻止了ue中的复杂实现。

根据另外的方面，提供了一种操作蜂窝无线通信网络的用户设备的方法，该方法包括：经由第一下行链路信道接收第一多播/广播业务数据；根据所接收的第一多播/广播业务数据来确定第二多播/广播业务数据的缺失；根据对第二多播/广播业务数据的缺失的确定，经由上行链路信道传输重传请求；以及经由第二下行链路信道接收第二多播/广播业务数据。

根据另一方面，提供了一种蜂窝无线电通信网络的用户设备，其中用户设备至少包括处理器、存储器以及至少一个通信模块，其中用户设备被配置为：经由第一下行链路信道接收第一多播/广播业务数据；根据所接收的第一多播/广播业务数据来确定第二多播/广播业务数据的缺失；根据对第二多播/广播业务数据的缺失的确定，经由上行链路信道传输重传请求；以及经由第二下行链路信道接收第二多播/广播业务数据。

一个有利的实施例还包括：根据所接收的第一多播/广播业务数据来确定序列信息，其中重传请求包括指示第二多播/广播业务数据的序列信息。

一个有利的实施例还包括：确定第二多播/广播业务数据是否已经被接收，如果第二多播/广播业务数据还没有被接收，则接收并且缓冲另外的第一多播/广播业务数据；当第二多播/广播业务数据已经被接收时，提供包括第一和第二多播/广播业务数据的缓冲器。

一个有利的实施例还包括：当第二多播/广播业务数据的缺失被确定时，启动具有持续时间的定时器；确定第二多播/广播业务数据是否已经被接收；如果第二多播/广播业务数据还没有被接收，则接收并且缓冲另外的第一多播/广播业务数据；当定时器的持续时间已经过去时，提供包括第一多播/广播业务数据但不包括第二多播/广播业务数据的缓冲器。

对第二多播/广播业务数据的缺失的确定的有利实施例包括：当接收第一多播/广播业务数据的第一数据单元时，确定第一序列号；根据第一序列号来确定将被接收的第二数据单元的期望序列号；当接收到第一多播/广播业务数据的第二数据单元时，确定第二序列号；以及如果第二序列号不等于期望序列号，则确定第二多播/广播业务数据的缺失。

对缺失的确定的有利实施例包括第二业务数据未被接收或第二业务数据被有损坏地接收。

根据有利的实施例，第二下行链路信道是单播信道。因此，缺失第二多播/广播业务数据的传输概率被增加。

附图说明

图1、图2、图4、图5和图6均描绘了示意性流程图；

图3示意性地描绘了蜂窝无线电通信网络；

图7描绘了示意性时序图；以及

图8描绘了示意框图。

具体实施方式

图1示出了用于操作蜂窝无线电通信网络的网络实体的示意性流程图。步骤102包括接收第一多播/广播业务数据。步骤104包括缓冲第一多播/广播业务数据。步骤106包括经由第一下行链路信道传输第一多播/广播业务数据。步骤108包括经由上行链路信道接收重传请求。步骤110包括根据缓冲的第一多播数据并且根据所接收的重传请求来确定第二多播/广播业务数据。步骤112包括经由第二下行链路信道传输第二多播/广播业务数据。第一和第二多播传输数据的示例包括视频传输、无线电传输、虚拟现实传输。

在本说明书中例示的机制在多播传递的意义上适用于向一个或一组基站的覆盖区域内的所有用户广播传递内容。广播的数据还可以用于特定的用户组，该用户组然后能够使用应用层加密来接收和解密数据。

对第二多播/广播业务数据的缺失的确定包括例如以下中的至少一项：对丢失序列号的确定、无法对接收的第二多播/广播业务数据进行解码、关于接收的第二多播/广播业务数据的解码的错误。

图2示出了用于操作蜂窝无线电通信网络的用户设备的示意性流程图。步骤202包括经由第一下行链路信道接收第一多播/广播业务数据。步骤204包括根据所接收的第一多播/广播业务数据来确定第二多播/广播业务数据的缺失。步骤206包括根据对第二多播/广播业务数据的缺失的确定，经由上行链路信道来传输重传请求。步骤208包括经由第二下行链路信道接收第二多播/广播业务数据。

图3示意性地示出了包括网络实体bs和用户设备ue、uex的蜂窝无线电通信网络4。网络实体bs包括存储器m1、处理器p1和通信模块t1，尤其是无线电模块以及通信模块t3。网络实体bs也可以被称为enodeb、基站等。在实施例中，网络实体bs的部分功能被虚拟化，从而导致多个计算实体实现网络实体bs的功能。网络实体bs被连接到固定天线a1以传输第一下行链路信道dmch、第二下行链路信道drch和/或接收上行链路信道ufch。在例如ue和uex的多个ue接收相同的第一下行链路信道dmch的意义上，第一下行链路信道dmch是一对多连接。drch和ufch是1对1连接。天线a1可以包括多个天线。天线a1可以是远程无线电头等。网络实体bs和天线a1根据小区c提供无线电覆盖。

多播内容提供方mcp包括存储器m4、处理器p4和通信模块t4。多播内容提供方mcp向网络实体bs提供例如媒体内容mc。网络实体bs经由第一下行链路信道将接收的媒体内容mc作为第一多播/广播业务数据进行多播或广播，该第一多播/广播业务数据将由多个用户设备ue接收。第一/第二多播/广播业务数据也可以称为第一/第二媒体数据。当在网络实体处接收第一多播/广播业务数据时，该数据可以经由广播或多播被提供。

如果作为第一多播/广播业务数据的一部分的第二多播/广播业务数据没有被ue接收，则在ue经由ufch进行请求的情况下，网络实体在第二下行链路信道drch上重传第二多播/广播业务数据。换言之，启用多播的ue检测所传输的多播内容的丢失。这可以在无线电协议级别上实现(例如，通过检查rlc序列号)、在传输级别上实现(例如，如果使用实时传输协议(rtp))或者在提供序列信息的任何其他协议级别上被实现。经由单播第二下行链路信道drch的第二多播/广播业务数据的传输要求ue请求在上行链路信道ufch上的第二多播数据的传输。根据实施例，上行链路信道ufch是4g或5g蜂窝无线电通信网络的物理控制信道pucch或物理上行链路共享信道pusch。

ue可以被配置为发送针对还未被重传但是被指示为被错误接收的数据的反馈。网络实体bs可以通过指示已经在第二下行链路信道drch上发送的具有最高sn的pdu中的“不请求”比特来防止这种行为。根据实施例，第二下行链路信道drch是4g或5g蜂窝无线电通信网络的物理下行链路共享数据信道pdsch或物理下行链路控制信道pdcch。

用户设备ue驻留在小区c内，并且能够从网络实体bs接收第一下行链路信道dmch和第二下行链路信道drch，以及能够向网络实体bs传输上行链路信道ufch。第一下行链路信道和第二下行链路信道两者至少提供逻辑分离。用户设备ue包括存储器m2、处理器p2、通信模块t2，尤其是无线电模块以及天线a2。用户设备ue是移动无线电终端或机器类型无线电终端。

第二下行链路信道drch和上行链路信道ufch不必在无线电上占用很多资源，但是需要以可能进行低延时传输的方式被配置。这通过针对drch和ufch配置短的传输时间间隔stti和相关参数以用于纠错和重传方案(harq，arq)而被实现。第二下行链路信道drch和上行链路信道ufch可以在逻辑级别上被实现为新的逻辑传输信道，或者被实现为专用无线电载体，当多播业务在多播载体上被启用时，该专用无线电承载由网络基于对应策略(例如，如由策略控制所创建和传达的策略)被设置。

图4示出了用于操作网络实体的示意性流程图。参考图1的描述。传输第一多播/广播业务数据的步骤106包括：传输包括有效载荷和指示该数据单元的序列信息的数据单元。确定第二多播/广播业务数据的步骤110包括：将序列信息映射到缓冲的第一多播/广播业务数据中的第二多播/广播业务数据中，其中重传请求包括指示第二多播/广播业务数据的序列信息。

在步骤114中，重传条件被确定。如果重传条件为真，则方法前进至步骤112。如果重传条件为假，则方法前进至步骤102。如果第二多播/广播业务数据的内容到期期限还未到期，则传输条件为真。例如，如果省略的第二多播/广播业务数据是在时间上经过的位置处的视频帧，其中该视频帧不再对ue有用，并且该视频帧将不由网络实体bs重传。

在另一示例中，如果到相应用户设备的第二下行链路信道的质量高于阈值，则重传条件为真。第二下行链路信道的质量可以通过使用信道质量指示符(cqi)来表示。

在另一示例中，如果到相应用户设备的第二下行链路信道的容量高于阈值，则重传条件为真。

在又一示例中，如果第二多播/广播业务数据的相关性指示高于阈值，则重传条件为真。视频流的相关性指示的示例是主帧的相关性指示值为2，而仅将增量信息传输到另一帧的增量帧的相关性指示为1。设置为1的阈值将导致主帧被重传，而增量帧不被重传。因此，步骤114是内容感知的。

图5示出了用以操作用户设备的示意性流程图。参考图2的描述。在步骤226中，所接收的第一多播/广播业务数据被缓冲。在步骤212中，由于第二多播/广播业务数据的缺失已经在步骤204中被确定，因此具有持续时间的定时器被启动。根据步骤214，确定第二广播/广播业务数据是否响应于重传请求而被接收。如果不是这种情况，则在步骤216中另外的第一多播/广播业务数据被接收并且缓冲。如果步骤214中第二多播/广播业务数据已经被接收，则在步骤218中包括第一和第二多播/广播业务数据的缓冲内容被提供给上层中另外的功能。根据步骤220，确定定时器的持续时间是否已经过去。如果是这种情况，则包括第一播/广播业务数据但不包括第二多播/广播业务数据的缓冲器在步骤222中被提供。如果定时器的持续时间还没有过去，则过程继续到步骤214。

图6示出了图2或图5的步骤204的示例性示意性流程图。对第二多播/广播业务数据的缺失的确定包括当接收第一多播/广播业务数据的第一数据单元时，在步骤240中确定第一序列号。步骤242包括：根据第一序列号确定将被接收的第二数据单元的期望序列号。步骤244包括：当接收第一多播/广播业务数据的第二数据单元时，确定第二序列号。根据步骤246，确定第二序列号是否不等于预期序列号。如果根据步骤248是这种情况，则第二多播/广播业务数据的缺失被确定。作为步骤244、246和258的替代或补充，确定第二多播/广播业务数据被有损坏地接收或ue无法解码第二多播/广播业务数据。

图7示出了示意性时序图。表示第一多播/广播业务数据的数据单元999、001、002、003和004从提供的多播内容mcp被传输到网络实体bs。网络实体bs根据步骤104a至104e缓冲接收的数据单元999、001、002、003和004。数据单元990和001经由第一下行链路信道dmch被传输到ue，并且在步骤226a和226b中被缓冲。

在步骤104c中，数据单元002由网络实体bs缓冲，但是到ue的传输被中断。在缓冲数据单元003之后，在第二多播数据业务缺失的意义上，ue能够在步骤204中确定数据单元002的缺失。在步骤212中，具有持续时间td的定时器被启动。

作为对第二多播数据缺失的确定的响应，包括丢失数据单元002的序列号的重传请求rr由ue经由上行链路信道ufch被传输给网络实体bs。数据单元004在步骤104b中的缓冲之后由网络单元bs转发给ue，其中数据单元004在步骤216中被缓冲。

在步骤110中，以数据单元002的形式的第二多播/广播业务数据由网络单元bs获取，并且经由第二下行链路信道drch被传输给ue，第二下行链路信道drch是网络实体bs和ue之间的单播信道。

在接收数据单元002之后，在步骤218中缓冲的多播/广播业务数据被释放并且被提供给另外的功能，例如用于以视频形式在ue的显示器上显示缓冲的多播/广播业务数据。

图8示出了网络实体bs和用户设备ue的示意性框图。框182将所接收的第一多播/广播业务数据mt1转发给ue，并且将相应的数据单元004插入到内容缓存184中，该内容缓存184被例示为环形缓冲区。用户设备ue的框282接收多播/广播业务数据mt1并且将相应的数据单元004插入到内容缓存存储器284中，该内容缓存284也被例示为环形缓冲区。框286检测到数据单元002丢失并且还没有被插入到环形缓冲区84中。然而，数据单元003和004在预期但未发生的数据单元002的接收之后被接收并且被插入到内容缓存284中。数据单元002的缺失利用序列信息被用信号通知给网络实体bs的框186。框186根据接收的序列信息，来确定数据单元002必须被传输给已经发送了重传请求的用户设备ue。第二多播/广播业务数据由框186传输到用户设备ue的框288，该用户设备ue将框002插入到数据单元001和003之间的内容缓存284中。框288释放包括数据单元002、003和004缓冲器290，并且将其提供给框292以用于进一步处理。

上面描述的一些实现细节可能如下：

在无线电接入网络核心网络上，可以使用基于3gppts25.446的sync协议“mbmssynchronisationprotocol(sync),”v14.0.0，2017年3月的ran-cn接口多播扩展。sync协议还提供多播内容的时间和序列信息。这可以由内容缓存功能用于建立具有相关的索引和访问功能的某个长度的缓冲器，例如几十毫秒。一种方法是环形缓冲器。

如果无线电链路控制序列号rlcsn被用于数据包丢失(rlcpdu)检测：类似于在rlc确认模式下，rlcstatuspdu可以被用于反馈信道中。bts需要维护rlcsn到内容缓存中索引的映射。基于该映射，网络实体bs从内容缓存功能请求数据的索引。

在另一实施例中，网络实体bs维护用于出于多播服务的需求所配置的特定长度的多播无线电链路控制协议数据单元mcrlcpdu的重传缓冲器。bts不是直接将rlcsn映射到另一索引，而是直接基于sn信息来选择rlcpdu。

如果传输层sn或其他序列信息被用于丢失检测：专用承载类型的设置被用于反馈/重传信道，该反馈/重传信道终止于网络实体的本地内容缓存中。本地用户平面功能upf在网络单元bs和内容缓存之间被建立，以便能够正确路由用户数据。在ue中，对重传内容的缓冲和合并在传输协议堆栈中或在应用层上被完成。例如，rtpsn可以被用于此目的。

所提出的方法不仅限于列出的反馈机制，而是可以被应用于更通用的反馈，诸如体验质量指数、接收信号质量水平等，网络实体可以使用这些反馈来优化其传输或发起用户特定的重传。尽管从多播的角度描述了该方法，但是该机制也同样适用于广播数据传输。

说明书和附图仅示出了本发明的原理。因此，应当理解，本领域技术人员将能够设计各种布置，这些布置尽管在本文中未被明确描述或示出，但其体现了本发明的原理并且被包括在其精神和范围内。此外，本文所记载的所有示例主要明确地旨在仅用于教学目的以帮助读者理解本发明的原理和(多个)发明人为促进本领域所提供的概念，并且被解释为不具有对这些具体叙述的示例和条件的限制。此外，本文中阐述本发明的原理、方面和实施例的所有陈述以及其具体示例旨在涵盖其等同物。

可以通过使用专用硬件以及能够与适当的软件相关联地执行软件的硬件来提供图中所示的各种元件的功能，包括任何功能块。当由处理器提供时，功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器或由多个个体处理器提供，这些功能中的一些功能可以被共享。此外，术语“处理器”的明确使用不应当被解释为专门指代能够执行软件的硬件，而是可以隐含包括但不限于数字信号处理器(dsp)硬件、网络处理器，专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、用于存储软件的只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)以及非易失性存储装置。也可以包括其他传统的和/或定制的硬件。

本领域技术人员应当理解，本文的任何框图表示体现本发明原理的说明性电路系统的概念图。类似地，应当理解，任何流程图表示可以基本上在计算机可读介质中表示并因此由计算机或处理器执行的各种过程，无论是否明确示出了这种计算机或处理器。

本领域技术人员将容易认识到，各种上述方法的步骤可以由编程的计算机执行。在本文中，一些实施例还旨在覆盖程序存储设备(例如数字数据存储介质)，其是机器或计算机可读的并且对指令的机器可执行或计算机可执行程序进行编码，其中所述指令执行所述上述的方法的步骤中的一些或全部步骤。程序存储设备可以是例如数字存储器、磁性存储介质(诸如磁盘和磁带)、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。实施例还旨在覆盖被编程为执行上述方法的所述步骤的计算机。