一种无线广播多播系统和方法

专利名称：一种无线广播多播系统和方法
技术领域：
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种无线广播多播系统和方法。
背景技术：
随着移动通信技术的快速发展、移动通信网络的广泛使用以及移动通信用户数量的迅猛增长，在移动通信网络中实现广播多播服务(Multimedia Broadcastand Multicast Service, MBMS)，己成为移动通信系统发展的热点之多媒体广播多播服务(MBMS)是第三代移动通信的标准化组织(3G Partner Project, 3GPP)在其标准化文档的版本R6以后引入的一项业务，是指 一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，从而实现网络资源共享，以 尽可能少的资源实现对尽可能多的相同需求的多媒体用户的服务。现有技术中，通过在无线接入网(Radio Access Network, RAN)部分， 多媒体广播多播服务(MBMS )通过使用公共传输信道 (Common Transport Channel, CCH)和公共无线承载，实现高速率的多媒 体业务的组播和广播。为了能够实现以更高的数据吞吐量和更好的网络性能，为运营商和用户不 断增长的需求提供支持，在3GPP的长期演进(Long Term Support, LTE)项 目中，提出了增强的MBMS业务，即E-MBMS，其特点在于MBMS可以使 用单播业务相同的载波，也可以独立使用载波，即单频网模式(Single Frequency Network, SFN);在广播模式下，E-MBMS在小区边缘达到lbit/s/Hz的频谱 利用率；E-MBMS基本的调制、编码和多址接入机制和单播业务相同，并可 以同时提供MBMS业务和单播业务；单小区广播和多小区广播业务可以采用 不同的传送机制；用户终端(UE)在空闲模式和连接模式都可以接收到MBMS 业务；设置了 MBMS传输信道(MBMS point-to-multipoint Traffic Channel,MTCH)禾口 MBMS控制信道(MBMS point-to-multipoint Control Channel, MCCH)作为MBMS业务的传输和控制信道；对于MBMS专属小区，不支持 上行数据和计数，不支持单播业务。根据传送业务的范围，E-MBMS分为单小区传送(非SFN模式)和多小 区传送(SFN^莫式)。对于多小区传送，MBMS业务在多个小区内传送，MBMS 传输信道(MTCH)禾B MBMS控制信道(MCCH)都承载在广播多播信道 (MCH);支持多小区的信息合并；采用点到多点的方式发送；采用同步内 容发送。对于单小区传送，MBMS业务仅在一个特定小区内传送；不支持多 小区的MBMS业务合并。多小区MBMS发送的核心是单频网(SFN)模式的下行宏分集软合并， 小区之间需要取得同步使得用户终端(UE)可以合并多小区的信号。多个 MBMS数据流之间的利用主要采用时分复用(Time-Division Multiplexing, TDM)方式，以减少MBMS的接收时间。但是，现有的E-MBMS，即增加的MBMS还有很多的问题需要解决，包 括是否使用反馈机制来控制MBMS，使用何种反馈方式，多小区的MBMS服 务如何进行动态管理，如何管理MBMS的无线资源分配，如何在接收MBMS 服务时处理用户终端(UE)的移动性问题等等。这些技术没有得到解决，其 阻碍了 E-MBMS业务的进一步发展。发明内容本发明所要解决的问题在于提供一种无线广播多播系统和方法，其可以很 好的提供不同类型，不同覆盖范围的广播多播服务，可以灵活、高效的管理 MBMS服务的分发和有效的利用单频网(SFN)模式进行性能优化。为实现本发明而提供的一种无线广播多播系统，包括无线基站，广播多播 网关和广播多播控制中心，其中所述无线基站，用于无线资源管理、单播模式的小区无线资源分配；所述广播多播网关，用于向一组申请了一个广播多播服务的小区发送广播 多播数据，并确保该过程在各小区之间同步进行；同时该网关还进行广播多播 服务的会话控制；所述广播多播控制中心，用于在不同的管理范围内管理广播多播资源的动态分配以及处理广播多播服务的服务持续性问题。所述无线基站，还包括资源管理模块，用于控制所述广播多播控制中心的 无线资源配置，并在单播模式下的小区进行动态资源分配，以及在终端移动时， 对相应的资源进行重新分配。所述广播多播控制中心，包括全局广播多播控制中心和区域广播多播控制 中心；所述全局广播多播控制中心，用于独立管理全局广播多播服务的资源分配 和动态控制各种广播多播服务的覆盖范围，以及与区域广播多播控制中心一起 动态管理跨越多个区服务域的区域广播多播服务所使用的无线资源；所述区域广播多播控制中心，用于在全局广播多播控制中心的统一控制 下，对区域广播多播服务和单小区多播服务所需要的资源则进行分配，对该区 服务域内的无线资源进行动态分配，以及与全局广播多播控制中心一起动态管 理跨越多个区服务域的区域广播多播服务所使用的无线资源。为实现本发明目的还提供一种无线广播多播服务的控制方法，包括下列步骤步骤A，在进行广播多播服务的初始化分配的时候，进行服务初始化； 步骤B，根据广播多播服务的控制信息，确定该广播多播服务为全局广播多播服务，区域广播多播服务，还是单小区广播多播服务；歩骤C，根据不同的广播多播服务，由广播多播控制中心控制系统为服务覆盖的小区根据不同的策略分配无线资源并向无线终端发送广播多播服务数据。当所述广播多播服务为区域广播多播服务时，所述步骤C包括下列步骤步骤Cl，当需要发送广播多播服务时，广播多播网关向广播多播控制中 心中的全局广播多播控制中心发送资源分配请求信令，请求全局广播多播控制 中心为该服务分配资源；步骤C2，全局广播多播控制中心根据该服务初始覆盖的小区信息，确定 承载该服务的目标小区的位置；步骤C3，根据目标小区的位置，全局广播多播控制中心向包括了目标小 区集合的区域广播多播控制中心发送资源査询请求信令，要求所述区域广播多 播控制中心报告目标小区的资源分配情况；步骤C4，所述区域广播多播控制中心通过检査各个无线基站的配置，更 新自己管理的小区资源信息，同时向全局广播多播控制中心发送目标小区的资 源分配信息；步骤C5，全局广播多播控制中心在接收到目标小区的资源分配信息后， 为广播多播服务动态分配资源；步骤C6，全局广播多播控制中心将分配结果的信息分别发送给相应的区 域广播多播控制中心；步骤C7，区域广播多播控制中心在接收到所述分配结果的信息后，首先 更新自己内部的资源分配管理信息，然后将分配的结果通过信令告知相应的无 线基站；步骤C8，无线基站在接收到所述信令后，将相应的无线资源划分出来， 建立无线承载，向无线终端传输广播多播服务数据。 所述步骤C5包括下列步骤步骤C51，如果目标小区集合中的资源足够，则全局广播多播控制中心为 所有小区选取一块相同的无线资源，作为该服务的无线资源使用；步骤C52,如果目标小区集合中由于资源分配的不同，导致没有一个共同 的部分可供使用，则全局广播多播控制中心择优地根据小区的几何位置，资源 分布情况等参数，为尽可能多的相邻小区划分出一块相同的无线资源，其目标 是使该广播多播服务中单频网的面积达到最大化；对于剩下的小区，则根据类 似的原则，在保证系统分配算法的稳定性、灵活性以及不妨碍服务区域动态变 化需求的前提下，提供尽可能优化的单频网和单小区广播分配。当所述广播多播服务为单小区广播多播服务时，所述歩骤C包括下列步骤步骤cr，如果一个广播多播服务只在单个小区中传输，则广播多播网关不会向全局广播多播控制中心发出分配请求，而是直接通知无线基站服务资源请求。所述歩骤cr包括下列步骤步骤cir，无线基站自主的为该服务分配资源；步骤C12'，无线基站将分配结果报告给区域广播多播控制中心； 步骤C13'，区域广播多播控制中心更新自己的资源分配管理信息；歩骤C14'，区域广播多播控制中心向全局广播多播控制中心发送资源变 更报告。当所述广播多播服务为全局广播多播服务时，所述歩骤C包括下列步骤: 步骤C1〃 ，在全局范围内提供的固定的广播节目数据，由全局广播多播 控制中心控制使用专用的信道资源来提供全局广播服务。 所述步骤C之后还包括下列步骤步骤D，当一个广播多播服务需要跨越多个区域广播多播控制中心管理区 域时，全局广播多播控制中心将为该服务在区服务域中重新分配无线资源，并 在不同的广播多播区域向无线终端发送广播多播服务数据。所述步骤D中，所述区服务域重新分配无线资源，包括下列步骤步骤Dl，区服务域中的无线基站检测到该基站的小区中的无线终端接收 广播多播服务发生情况变化；步骤D2，无线基站将发生的情况变化向无线基站所在的区域广播多播控 制中心发送报告信息；步骤D3，区域广播多播控制中心向全局广播多播控制中心询问该广播多 播服务的配置信息，査询该广播多播服务是否允许进行动态的区域配置；如果否，即该广播多播服务属于静态配置的区域，则区域广播多播控制中 心向无线基站发送控制信令，忽略对情况变化的处理，无线基站根据发送过来 的信息通知发生情况变化的无线终端该广播多播服务不可更改或者继续并返 回；如果是，则继续执行步骤D4;步骤D4，区域广播多播控制中心根据无线基站报告的信息，判断需要采 取变更措施的小区；如果该小区在区域广播多播控制中心对应的区域管理域范围之外，则区域 广播多播控制中心向全局广播多播控制中心发送通知此次变更的具体信息，并 执行步骤D5;否则，执行步骤D6;步骤D5，全局广播多播控制中心根据区域广播多播控制中心发送的信息 判断出需要变更区域广播多播控制中心，并将变更请求发送到相应的区域广播 多播控制中心，返回步骤D4;步骤D6，区域广播多播控制中心执行区服务域的动态改变；步骤D7，由于区域广播多播控制中心更改了其区服务域中小区的无线资 源动态配置，区域广播多播控制中心向全局广播多播控制中心发送回馈信息， 回馈本次更改的情况；步骤D8，无线基站向无线终端发送服务变更信息，并向无线终端发送广播多播服务数据。所述步骤D1中，所述发生情况变化，包括下列情况小区中的最后一个接收该广播多播服务的无线终端移出小区或者关闭对该服务数据的接收；或者一个并不在该广播多播服务覆盖范围内的小区有接收该广播多播服务的 无线终端移入。所述步骤D6包括下列步骤如果该服务不再需要在一小区内发送，则区域广播多播控制中心通知无线基站停止发送并释放该服务占用的资源；如果广播多播服务在一个新小区内发送，则区域广播多播控制中心进行动 态资源分配，该小区分配资源用于发送所述广播多播服务；如果无线终端是在服务接收的过程中跨越了小区，则需要在进行切换的同 时进行广播数据的持续发送。本发明的有益效果是本发明的无线广播多播系统和方法，通过各个实体 之间的信令交互和灵活的系统策略，可以很好的提供不同类型，不同覆盖范围 的广播多播服务，可以灵活、高效的管理MBMS服务的分发和有效的利用单 频网(SFN)模式进行性能优化，在服务提供期间对资源进行动态的管理，可 以很大程度的提高系统的资源利用率和服务质量。


图1为本发明无线广播多播系统的管理区域和服务区域示意图；图2为本发明无线广播多播系统的无线资源分配示意图；图3为本发明无线广播多播系统结构示意图-,图4为本发明无线广播多播服务的控制方法流程图；图5为本发明无线广播多播服务的控制方法中为区域广播多播服务时资 源动态分配流程图；图6为本发明无线广播多播服务的控制方法中区服务域重新分配无线资 源的动态管理流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实 施例，对本发明的一种无线广播多播系统和方法进行进一步详细说明。应当理 解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面详细说明本发明的无线广播多播系统。在描述本发明的无线广播多播系统之前，首先说明本发明涉及的管理区域 和服务区域，如图1所示，其中，管理区域根据大小分成三类全局管理域(GBA)，区域管理域(ZMBA)和单小区管理域(CMBA)。全局管理域(GBA)是全局广播多播控制中心所管理的范围，即整个广播 多播系统所覆盖的范围。区域管理域(ZMBA)是区域广播多播控制中心所管理的区域范围，每一 个区域管理域与一个区域广播多播控制中心一一对应。区域管理域在整个系统 中静态配置，表示区域广播多播控制中心管理的一组物理上相邻的基站。区域 管理域之间没有交叉，所有的区域管理域综合起来的范围就是全局管理域的范 围。单小区管理域(CMBA)是单个基站所管理的区域。 一个区域管理域 (ZMBA)包含一个到多个单小区管理域，每个单小区管理域之间没有交集。服务区域根据覆盖的范围分为三类全局服务域(GBS)，区服务域 (ZMBS)和单小区服务域。全局服务域(GBS)是全局广播服务所覆盖的区域，该区域与全局管理域 相对应；区服务域(ZMBS)是对一个广播多播服务而言，在一个范围内发送广播 多播服务所覆盖的范围，在区服务域中可能并不向一些小区发送服务数据，针 对一个广播多播服务的区服务域对于该广播多播服务的数据来说构成一个同 步域。区服务域(ZMBS)与区域管理域(ZMBA)并没有一一对应关系， 一个 区服务域可以小于、等于或者大于一个区域管理域的范围。多个区服务域之间可能有交集。一个单频网区域是指一组物理上相邻的小区，这些小区被配置了一些相同 的频率资源用于广播多播服务。在一个单频网区域上传输的广播多播服务使用 相同的物理层资源和MAC层设置，因此在这些小区中发送的该广播多播数据 的无线信号是相同的。一个区服务域可以使用单频网区域作为它的子集，因此， 一个区服务域中可能包含一个到多个单频网区域以及零到多个单小区广播的 区域。单小区服务域是指只在一个小区内发送的广播多播服务所覆盖的范围。在 单小区服务域内无线基站通过点到多点的方式发送广播多播数据。单小区服务 区域是针对一个服务而言，该服务的覆盖范围只在一个单独的小区之内，而单 小区广播是指使用广播的方式在一个小区之内发送数据。一个单小区服务区域 覆盖的那个小区肯定使用单小区广播作为发送服务的方式。所述不同的服务区域对应了不同类型的服务，即全局广播服务、区域广播 多播服务和单小区广播多播服务。在进行广播多播服务的初始化时，进行服务的初始化，包括全局服务域， 区服务域和单小区服务域初始化。一般地，管理区域对应的是物理实体，即无线网络在建立的时候，在哪里 建立一个基站，则该基站覆盖的范围称为一个单小区管理域的范围，而服务域对应的是逻辑实体，表明一个服务应该覆盖的范围，这个范围是由无线系统运 营和管理机制进行配置的。初始化是指服务的初始化，包括全局服务域，区服务域和单小区服务域初 始化。对于全局服务域和单小区服务域来说，在整个广播多播系统运行的期间其 范围是固定不变的，只有区服务域的覆盖范围可以在广播多播服务发送期间根据无线终端(UE)的接收情况进行动态的变更，其范围可以在全局服务域到单小区服务域之间变化。本发明描述的无线广播多播系统所管理的无线资源如图2所示，在每一个传输间隔之内，系统通过频率、时间或者其它的方法对可用的无线资源进行复 用。其中，在一个传输间隔之内的所有可用的无线资源被分成3个部分 第一部分无线资源，被预留出来专门用于全局广播多播服务，如图2中部分1所示，区域广播多播控制中心(ZMBC)和无线基站(BS)都没有权力给广播或者单播数据分配该部分的资源。由于全局服务要求在所有小区内进行广 播，因此该部分的分配在所有小区中都是相同的，全局广播多播控制中心(GBC)承担了对其进行动态分配的责任。每一次有一个全局的广播服务需要 发送时，全局广播多播控制中心就通过区域广播多播控制中心向所有的基站发 送控制信令，通知所有小区使用全局广播专用资源中的一段无线资源承载该广 播多播服务。第二部分无线资源如图2中部分2、 3所示，该部分的资源被留给了小区 广播多播服务。其中，部分2的资源被留给了那些静态配置的小区广播多播服 务，部分3则用于动态配置的小区广播多播服务。对于部分3而言，由于服务 覆盖范围是动态变化的，因此在同一个服务覆盖区域内部，不同的小区之间对 该服务资源的分配也不尽相同。在动态分配的服务区覆盖范围之内的一些小区，虽然可以提供广播多播服 务，但是由于小区内没有用户需要接收该服务，则为该服务分配的无线资源在 所述小区中可以用于其它服务。第三部分无线资源如图2中部分4所示，该类资源主要用于单播业务。本发明的无线广播多播系统1，如图3所示，包括无线终端(UE， User Equipment) 5，无线基站(BS， Base Station) 3，广播多播控制中心(MBC, Multicast-Broadcast Center) 4，广播多播网关(MB-GW， Multicast-Broadcast Gateway) 2。无线终端(UE) 5是具有接收该系统提供的广播多播服务能力的移动终端 设备。无线终端5为具有接收该系统提供的广播多播服务能力的移动终端设备， 该设备具有较好的宽带数据处理能力，可以同时接收广播多播服务和单播的无 线信号，并保证语音通信的流畅。本发明的无线基站(BS)3作为无线空中接口的实体，用于无线资源管理、 单播模式的小区无线资源分配以及无线终端(UE) 5的移动性处理等任务；该无线基站3作为无线空中接口的实体，承担了无线资源管理的任务，包 括无线准入，无线承载控制。较佳地，本发明的无线基站3，还包括资源管理模块31，用于控制所述广 播多播控制中心的无线资源配置，并在单播模式下的小区进行动态资源分配， 以及在终端移动时，对相应的资源进行重新分配。广播多播控制中心(MBC) 4是本发明广播多播系统1中支持广播多播动 态、灵活、高效的提供广播多播服务的实体，用于在不同的管理范围内管理广 播多播资源的动态分配以及处理广播多播服务的服务持续性问题。对于单频网模式下的多个小区，其用于广播多播的资源由广播多播控制中 心进行动态分配，而对于一个广播多播服务区域内使用了单小区广播方式的小 区，其用于广播多播的资源由基站进行动态分配。较佳地，所述广播多播控制中心(MBC) 4包括全局广播多播控制中心 (GBC) 41和区域广播多播控制中心(ZMBC) 42。所述全局广播多播控制中心41，用于独立管理全局广播多播服务的资源 分配；并对各种广播多播服务的覆盖范围的动态控制，以及与区域广播多播控 制中心一起动态管理跨越多个区服务域的区域广播多播服务所使用的无线资 源。所述区域广播多播控制中心42，用于在全局广播多播控制中心41的统一 控制下，对区域广播多播服务和单小区多播服务所需要的资源则进行分配，对 该区服务域内的无线资源进行动态分配，以及与全局广播多播控制中心一起动 态管理跨越多个区服务域的区域广播多播服务所使用的无线资源。广播多播网关(MB-GW) 2，用于向一组申请了一个广播多播服务的小区 发送广播多播数据，并确保该过程在各小区之间同步进行；同时该网关还进行 广播多播服务的会话控制。一个广播多播网关2通过与全局广播多播控制中心(GBC) 41通信，获得一组需要传输一个广播多播服务的小区的信息。一般地，通过触发方式，广播多播网关2从内容分发中心(CDC， Content Delivery Center) 6处获得有关服务的信息并向相关的小区发送服务的公告，表示服务可用。该网关上和无线基站(BS) 3之间有一个数据同步协议根据该协议，在提 供广播多播服务时广播多播网关和无线基站之间的数据发送将同步进行，使得 在该网关上注册了广播多播服务的所有小区之间接收到的服务数据在时间上 比较严格的同步。本发明实施例的同步协议只要求能够达到网关和基站之间的较严格的同 步性能即可，并不作太多的要求，本领域技术人员根据本发明实施例的描述， 可以实现该协议，因此，在本发明中不再一一详细描述。内容分发中心(CDC) 6从内容供应商处获得广播多播服务的数据源，传 输到本发明的无线广播多播系统1，在广播多播控制中心(MBC) 4的协助和 控制下，广播多播网关(MB-GW) 2接收广播多播服务数据，向广播多播控 制中心所配置的服务区域发出服务公告。当广播多播数据已经准备好以后，多 播广播网关(MB-GW) 2将向相关的服务区域发送会话开始信息。然后相应 的广播多播网关2在向系统发送服务通知后，多播广播网关2就开始向所有关 联的无线基站(BS) 3同步的无线终端(UE) 5发送广播多播数据。在所述系统中，广播多播控制中心(MBC) 4包括一个全局广播多播控制 中心(GBC) 41和多个区域广播多播控制中心(ZMBC) 42，其中，全局广 播多播控制中心41在整个无线广播多播系统1中唯一，而每一个区域广播多 播管理一个由一个或者多个物理上相邻的小区组成的广播多播区域。全局广播多播控制中心(GBC) 41的功能有两个方面 一方面用于全局 广播服务的无线资源分配和协助管理；另一方面用于对区域广播多播控制中心 (ZMBC) 42。即全局广播多播控制中心(GBC) 41用于两个方面的调度，即广播多播服务区域的动态管理和广播多播区域的管理，通过统一的调度来形 成服务区内的同步。区域广播多播控制中心(ZMBC) 42用于在全局广播多播控制中心41的 管理下，对本区域内的广播多播服务的同步控制和动态资源调度。当服务跨区 域时，资源的分配由全局广播多播控制中心(GBC) 41先统一安排，当服务 不跨区域时，全局广播多播控制中心(GBC) 41提供通用的资源分配条件， 由区域广播多播控制中心(ZMBC) 42在可用的资源内自由分配。本发明的另一个目的在于提供一种广播多播服务的控制方法，从而在较优 的程度上充分利用单频网(SFN)的优势，通过为不同的服务，在合适的情况 下分配资源，通过在区域服务区域内部分的使用单频网模式使用较少的无线资 源为更多地终端提供良好的广播多播服务，而全局广播服务则在所有的小区内 都使用了单频网模式发送服务数据，从而该系统可以给用户提供良好的服务质量；同时，提供灵活动态的服务范围变化方法，提高系统的无线资源利用率而同时在最在程度上降低系统进行相应控制的复杂度。下面详细描述本发明的广播多播服务的控制方法，如图4所示。包括下列步骤步骤sioo，在进行广播多播服务的初始化分配的时候，进行服务初始化。其包括全局服务域，区服务域和单小区服务域初始化；当一个区域广播多播服 务最初被配置到系统时，根据控制指令得到一个初始的服务覆盖范围。该范围包括了一组预计提供该服务的小区。如果是多播服务，则该服务的 初始信息中还包括了当前注册了该服务的终端信总。步骤S200，根据广播多播服务的控制信息，确定该广播多播服务为全局广播多播服务，区域广播多播服务，还是单小区广播多播服务。这些控制信息由网络的运营和管理机制确定，通过在服务初始化的时候将 配置的基本参数发送到核心网络来进行控制。步骤S300，根据不同的广播多播服务，由广播多播控制中心控制系统为 服务覆盖的小区根据不同的策略分配无线资源并向无线终端发送广播多播服 务数据。在本发明方法中，广播多播控制中心(MBC)用于通过为广播多播服务 动态分配资源来尽可能的为一个广播多播服务提供更多的单频网模式小区。当 广播多播网关(MB-GW)向系统发送服务公告信息后，全局广播多播控制中 心(GBC)接收到相应的信令，然后该全局广播多播控制中心查看该服务的初 始覆盖范围，在这个范围之上为所述广播多播服务分配相同的无线资源，同时 将分配信息发送到相应的区域广播多播控制中心(ZMBC)中。然后区域广播 多播控制中心配置其管当所述广播多播服务为区域广播多播服务时，如图5所示，所述步骤S300 具体包括下列歩骤歩骤S310,当需要发送广播多播服务时，广播多播网关向广播多播控制中心中的全局广播多播控制中心(GBC)发送资源分配请求信令，请求全局广播多播控制中心为该服务分配资源。步骤S320，全局广播多播控制中心根据该服务初始覆盖的小区信息，确 定承载该服务的目标小区的位置。在全局广播多播控制中心中保存了所有小区的位置信息，因此，在接收到 初始覆盖的小区信息后，全局广播多播控制中心就可以计算出广播多播管理区 域中含有的所述目标小区，确定承载该服务的目标小区的位置。步骤S330，根据目标小区的位置，全局广播多播控制中心向包括了目标 小区集合的区域广播多播控制中心发送资源査询请求信令，要求所述区域广播 多播控制中心报告目标小区的资源分配情况。步骤S340，所述区域广播多播控制中心通过检查各个无线基站的配置， 更新自己管理的小区资源信息，同时向全局广播多播控制中心发送目标小区的 资源分配信息。步骤S350，全局广播多播控制中心在接收到目标小区的资源分配信息后， 为广播多播服务动态分配资源。 步骤S350包括下列步骤步骤S351，如果目标小区集合中的资源足够，则全局广播多播控制中心 为所有小区选取一块相同的无线资源，作为该服务的无线资源使用；步骤S352，如果目标小区集合中由于资源分配的不同，导致没有一个共 同的部分可供使用，则全局广播多播控制中心择优地根据小区的几何位置，资 源分布情况等参数，为尽可能多的相邻小区划分出一块相同的无线资源，其目 标是使该广播多播服务中单频网(SFN)的面积达到最大化；对于剩下的小区， 则根据类似的原则，在保证系统分配算法的稳定性、灵活性以及不妨碍服务区 域动态变化需求的前提下，提供尽可能优化的单频网和单小区广播分配。为更多的小区指定相同的频率资源来建立一个尽可能大的单频网范围，在 使用了相同的资源和MAC层配置以后，单频网模式的发送和单小区广播方式 一样，没有其他特殊的操作。步骤S360，全局广播多播控制中心将分配结果的信息分别发送给相应的 区域广播多播控制中心。步骤S370，区域广播多播控制中心在接收到所述分配结果的信息后，首 先更新自己内部的资源分配管理信息，然后将分配的结果通过信令告知相应的 无线基站。步骤S380，无线基站在接收到所述信令后，将相应的无线资源划分出来， 建立无线承载，向无线终端传输广播多播服务数据。完成广播多播服务的无线资源分配和数据传输，在确保系统吞吐量稳定的 前提下提供足够好的灵活性，并通过尽量使用单频网来提升服务质量。当所述广播多播服务为单小区广播多播服务时，所述步骤S300具体包括 下列步骤步骤S310'，如果一个广播多播服务只在单个小区中传输，则广播多播网 关(MB-GW)不会向全局广播多播控制中心(GBC)发出分配请求，而是直 接通知无线基站(BS)服务资源请求。该过程包括下列步骤步骤S311，，无线基站自主的为该服务分配资源；步骤S312'，无线基站将分配结果报告给区域广播多播控制中心(ZMBC); 步骤S313'，区域广播多播控制中心更新自己的资源分配管理信息； 歩骤S314，，区域广播多播控制中心向全局广播多播控制中心发送资源变 更报告。当所述广播多播服务为全局广播多播服务时，所述步骤S300具体包括下 列步骤步骤S310〃 ，在全局范围内提供的固定的广播节目数据，由全局广播多 播控制中心(GBC)控制使用专用的信道资源来提供全局广播服务(GMB)。该全局广播服务在其他广播多播区域上是透明的，因此全局广播服务不会 与其他的区域广播多播服务(ZMB)产生无线资源的竞争。在本发明的无线广播多播系统中，采用单频网(SNF)技术，通过将多个 物理上相邻的小区配置成使用相同的无线资源来承载同一个广播多播服务。这 样可以使无线终端(UE)获得更好的小区边缘服务质量，保证无线终端在小 区之间移动时的服务持续性。步骤S400，当一个广播多播服务需要跨越多个区域广播多播控制中心管 理区域时，全局广播多播控制中心将为该服务在区服务域中重新分配无线资 源，并在不同的广播多播区域向无线终端发送广播多播服务数据。在广播多播服务发送的过程中，根据用户所处的位置的动态变化状况，广播多播服务覆盖的范围会在全局广播多播控制中心(GBC)和区域广播多播控 制中心(ZMBC)的控制下进行动态的调整。当无线终端(UE)从广播多播服务区域的边缘移出时，广播多播控制中 心(MBC)将根据情况对该无线终端移入的小区进行动态资源分配，将该小 区纳入广播多播服务区域的覆盖范围之内并将该小区和广播多播服务区域内 部的小区配置成单频网模式。类似地，当无线终端(UE)从广播多播服务区域的边缘向广播多播服务 区域的中心移动，导致该小区不再有用户需要接收该广播多播服务时，广播多 播控制中心会释放该小区上相应的无线资源。通过采用所述无线资源配置，广播多播控制中心(MBC)在最大程度上 确保为广播多播服务进行无线资源动态分配，不会导致由于资源不均引发的小 区之间难以构成单频网模式的情况发生，能够提供灵活的区域服务的无线资源 管理并降低系统的复杂度。所述步骤S400中，所述区服务域重新分配无线资源，如图6所示，包括 如下步骤步骤S410，区服务域中的无线基站检测到该基站的小区中的无线终端接 收广播多播服务发生情况变化。该变化可能是接收该广播多播服务的无线终端移入或者移出小区，以及无 线终端对该服务的接收作了变更引起的。发生情况变化包括但不限于1)小区中的最后一个接收该广播多播服务的无线终端移出小区或者关闭对该服务数据的接收；2) —个并不在该广播多 播服务覆盖范围内的小区有接收该广播多播服务的无线终端移入。无线基站通过计数或者接收无线终端上行回馈的方法发现所述情况变化 的发生。步骤S420，无线基站将发生的情况变化向无线基站所在的区域广播多播控制中心发送报告信息。所述报告信息包括但不适于发生情况的种类，无线终端关联的服务标识等。歩骤S430，区域广播多播控制中心向全局广播多播控制中心询问该广播 多播服务的配置信息，査询该广播多播服务是否允许进行动态的区域配置；如果否，即该广播多播服务属于静态配置的区域，则区域广播多播控制中 心向无线基站发送控制信令，忽略对情况变化的处理，无线基站根据发送过来 的信息通知发生情况变化的无线终端该广播多播服务不可更改或者继续并返回；较佳地，如果发生情况变化的无线终端正在接受该广播多播服务，则取消 对该无线终端发送数据；如果是，则继续执行步骤S440;步骤S440，区域广播多播控制中心根据无线基站报告的信息，判断需要 采取变更措施的小区。如果该小区在区域广播多播控制中心对应的区域管理域范围之外，则区域 广播多播控制中心向全局广播多播控制中心(GBC)发送通知此次变更的具体 信息，并执行步骤S450;否则，执行歩骤S460;步骤S450，全局广播多播控制中心根据区域广播多播控制中心发送的信 息判断出需要变更区域广播多播控制中心，并将变更请求发送到相应的区域广 播多播控制中心(ZMBC)，返回歩骤S440。当需要对其进行操作的小区位于当前管理一个服务的区域广播多播控制 中心之外，由其他的区域广播多播控制中心控制时，则该服务的区域广播多播 控制中心需要向全局控制中心报告消息，变更区域广播多播控制中心，由全局 控制中心通知其他的控制中心来正确管理那些在其范围内的小区。步骤S460，区域广播多播控制中心执行区服务域的动态改变。如果该服务不再需要在一小区内发送，则区域广播多播控制中心通知无线 基站停止发送并释放该服务占用的资源；如果广播多播服务在一个新小区内发送，则区域广播多播控制中心进行动 态资源分配，该小区分配资源用于发送所述广播多播服务。区域广播多播控制 中心将分配结果通过信令通知无线基站，无线基站与广播多播网关建立连接，然后立即开始承载该广播多播服务，传送给无线终端。如果无线终端是在服务接收的过程中跨越了小区，则需要在进行切换的同 时进行广播数据的持续发送。如果无线终端处于单播连接状态，则该过程与普 通的小区切换过程类似，不同之处在于，用户移入的小区需要很快的建立服务 的发送，从而使无线终端在小区切换的过程中能够保持服务的接收。如果终端 处于空闲状态，则需要通过转换用户状态来保证系统可以知道无线终端的移动 情况，确保服务的正常提供。歩骤S470，由于区域广播多播控制中心更改了其区服务域中小区的无线 资源动态配置，因此区域广播多播控制中心向全局广播多播控制中心发送回馈 信息，回馈本次更改的情况。所述回馈信息包括对小区资源分配的更新信息以及广播多播服务范围的 变更信息。歩骤S480，无线基站向无线终端发送服务变更信息，并向无线终端发送 广播多播服务数据。无线基站在重新配置了服务资源后，通知无线终端服务变更的情况，并向 无线终端发送广播多播服务数据。通过上述步骤，可以在无线广播多播系统中提供灵活、高效的广播多播服 务，在保证系统吞吐量、服务质量的同时，没有对系统的实现增加过多的复杂 度。通过本发明无线广播多播系统和控制方法，可以在无线通信系统中提供区 分广播多播服务，这些广播多播服务可以在服务提供期间对无线资源进行动态 的管理。此外，通过在广播多播服务管理区域中使用灵活的单频网和单小区广 播的混合模式，可以很大程度的提高系统的资源利用率和服务质量。通过结合附图对本发明具体实施例的描述，本发明的其它方面及特征对本 领域的技术人员而言是显而易见的。以上对本发明的具体实施例进行了描述和说明，这些实施例应被认为其只 是示例性的，并不用于对本发明进行限制，本发明应根据所附的权利要求进行 解释。
权利要求
1、一种无线广播多播系统，其特征在于，包括无线基站，广播多播网关和广播多播控制中心，其中所述无线基站，用于无线资源管理、单播模式的小区无线资源分配；所述广播多播网关，用于向一组申请了一个广播多播服务的小区发送广播多播数据，并确保该过程在各小区之间同步进行；同时该网关还进行广播多播服务的会话控制；所述广播多播控制中心，用于在不同的管理范围内管理广播多播资源的动态分配以及处理广播多播服务的服务持续性问题。
2、 根据权利要求1所述的无线广播多播系统，其特征在于，所述无线基 站，还包括资源管理模块，用于控制所述广播多播控制中心的无线资源配置， 并在单播模式下的小区进行动态资源分配，以及在终端移动时，对相应的资源 进行重新分配。
3、 根据权利要求2所述的无线广播多播系统，其特征在于，所述广播多 播控制中心，包括全局广播多播控制中心和区域广播多播控制中心；所述全局广播多播控制中心，用于独立管理全局广播多播服务的资源分配 和动态控制各种广播多播服务的覆盖范围，以及与区域广播多播控制中心一起 动态管理跨越多个区服务域的区域广播多播服务所使用的无线资源；所述区域广播多播控制中心，用于在全局广播多播控制中心的统一控制 下，对区域广播多播服务和单小区多播服务所需要的资源进行分配，对该区服 务域内的无线资源进行动态分配，以及与全局广播多播控制中心一起动态管理 跨越多个区服务域的区域广播多播服务所使用的无线资源。
4、 一种无线广播多播服务的控制方法，其特征在于，包括下列步骤 步骤A，在进行广播多播服务的初始化分配的时候，进行服务初始化； 步骤B，根据广播多播服务的控制信息，确定该广播多播服务为全局广播多播服务，区域广播多播服务，还是单小区广播多播服务；步骤C，根据不同的广播多播服务，由广播多播控制中心控制系统为服务 覆盖的小区根据不同的策略分配无线资源并向无线终端发送广播多播服务数 据。
5、 根据权利要求4所述的无线广播多播服务的控制方法，其特征在于， 当所述广播多播服务为区域广播多播服务时，所述步骤C包括下列步骤步骤C1，当需要发送广播多播服务时，广播多播网关向广播多播控制中 心中的全局广播多播控制中心发送资源分配请求信令，请求全局广播多播控制 中心为该服务分配资源；歩骤C2，全局广播多播控制中心根据该服务初始覆盖的小区信息，确定承载该服务的目标小区的位置；步骤C3，根据目标小区的位置，全局广播多播控制中心向包括了目标小区集合的区域广播多播控制中心发送资源査询请求信令，要求所述区域广播多播控制中心报告目标小区的资源分配情况；步骤C4，所述区域广播多播控制中心通过检查各个无线基站的配置，更 新自己管理的小区资源信息，同时向全局广播多播控制中心发送目标小区的资 源分配信息；步骤C5，全局广播多播控制中心在接收到目标小区的资源分配信息后， 为广播多播服务动态分配资源；歩骤C6，全局广播多播控制中心将分配结果的信息分别发送给相应的区 域广播多播控制中心；步骤C7，区域广播多播控制中心在接收到所述分配结果的信息后，首先 更新自己内部的资源分配管理信息，然后将分配的结果通过信令告知相应的无 线基站；步骤C8，无线基站在接收到所述信令后，将相应的无线资源划分出来， 建立无线承载，向无线终端传输广播多播服务数据。
6、 根据权利要求5所述的无线广播多播服务的控制方法，其特征在于， 所述步骤C5包括下列步骤步骤C51，如果目标小区集合中的资源足够，则全局广播多播控制中心为 所有小区选取一块相同的无线资源，作为该服务的无线资源使用；歩骤C52，如果目标小区集合中由于资源分配的不同，导致没有一个共同 的部分可供使用，则全局广播多播控制中心择优地根据小区的几何位置，资源 分布情况等参数，为尽可能多的相邻小区划分出一块相同的无线资源，其目标 是使该广播多播服务中单频网的面积达到最大化；对于剩下的小区，则根据类似的原则，在保证系统分配算法的稳定性、灵活性以及不妨碍服务区域动态变 化需求的前提下，提供尽可能优化的单频网和单小区广播分配。
7、 根据权利要求4所述的无线广播多播服务的控制方法，其特征在于， 当所述广播多播服务为单小区广播多播服务时，所述步骤C包括下列步骤步骤C1'，如果一个广播多播服务只在单个小区中传输，则广播多播网关 不会向全局广播多播控制中心发出分配请求，而是直接通知无线基站服务资源 请求。
8、 根据权利要求7所述的无线广播多播服务的控制方法，其特征在于，所述步骤cr包括下列步骤步骤cir，无线基站自主的为该服务分配资源； 步骤C12'，无线基站将分配结果报告给区域广播多播控制中心； 歩骤C13，，区域广播多播控制中心更新自己的资源分配管理信息； 步骤C14，，区域广播多播控制中心向全局广播多播控制中心发送资源变 更报告。
9、 根据权利要求4所述的无线广播多播服务的控制方法，其特征在于， 当所述广播多播服务为全局广播多播服务时，所述步骤C包括下列步骤步骤cr ，在全局范围内提供的固定的广播节目数据，由全局广播多播 控制中心控制使用专用的信道资源来提供全局广播服务。
10、 根据权利要求4至9任一项所述的无线广播多播服务的控制方法，其 特征在于，所述步骤C之后还包括下列步骤歩骤D，当一个广播多播服务需要跨越多个区域广播多播控制中心管理区 域时，全局广播多播控制中心将为该服务在区服务域中重新分配无线资源，并 在不同的广播多播区域向无线终端发送广播多播服务数据。
11、 根据权利要求IO所述的无线广播多播服务的控制方法，其特征在于， 所述步骤D中，所述区服务域重新分配无线资源，包括下列步骤步骤Dl，区服务域中的无线基站检测到该基站的小区中的无线终端接收 广播多播服务发生情况变化；歩骤D2，无线基站将发生的情况变化向无线基站所在的区域广播多播控 制中心发送报告信息；步骤D3，区域广播多播控制中心向全局广播多播控制中心询问该广播多播服务的配置信息，查询该广播多播服务是否允许进行动态的区域配置；如果否，即该广播多播服务属于静态配置的区域，则区域广播多播控制中 心向无线基站发送控制信令，忽略对情况变化的处理，无线基站根据发送过来 的信息通知发生情况变化的无线终端该广播多播服务不可更改或者继续并返回；如果是，则继续执行步骤D4;步骤D4，区域广播多播控制中心根据无线基站报告的信息，判断需要采 取变更措施的小区；如果该小区在区域广播多播控制中心对应的区域管理域范围之外，则区域 广播多播控制中心向全局广播多播控制中心发送通知此次变更的具体信息，并 执行歩骤D5;否则，执行步骤D6;步骤D5，全局广播多播控制中心根据区域广播多播控制中心发送的信息 判断出需要变更区域广播多播控制中心，并将变更请求发送到相应的区域广播 多播控制中心，返回步骤D4;步骤D6，区域广播多播控制中心执行区服务域的动态改变；步骤D7，由于区域广播多播控制中心更改了其区服务域中小区的无线资 源动态配置，区域广播多播控制中心向全局广播多播控制中心发送回馈信息， 回馈本次更改的情况；步骤D8，无线基站向无线终端发送服务变更信息，并向无线终端发送广 播多播服务数据。
12、 根据权利要求11所述的无线广播多播服务的控制方法，其特征在于， 所述步骤D1中，所述发生情况变化，包括下列情况小区中的最后一个接收该广播多播服务的无线终端移出小区或者关闭对 该服务数据的接收；或者一个并不在该广播多播服务覆盖范围内的小区有接收该广播多播服务的 无线终端移入。
13、 根据权利要求11所述的无线广播多播服务的控制方法，其特征在于， 所述步骤D6包括下列歩骤如果该服务不再需要在一小区内发送，则区域广播多播控制中心通知无线 基站停止发送并释放该服务占用的资源；如果广播多播服务在一个新小区内发送，则区域广播多播控制中心进行动 态资源分配，该小区分配资源用于发送所述广播多播服务；如果无线终端是在服务接收的过程中跨越了小区，则需要在进行切换的同 时进行广播数据的持续发送。全文摘要
本发明公开了一种无线广播多播系统和方法，该系统包括无线基站，用于无线资源管理、单播模式的小区无线资源分配；MBMS网关，用于向一组申请了一个广播多播服务的小区发送广播多播数据，并确保该过程在各小区之间同步进行；同时该网关还进行MBMS的会话控制；MBMS控制中心，用于在不同的管理范围内管理MBMS资源的动态分配以及处理MBMS的服务持续性问题。还包括具有接收该系统提供的MBMS能力的移动终端设备。该系统和方法可以很好的提供不同类型，不同覆盖范围的MBMS服务，可以灵活、高效的管理MBMS的分发和有效的利用单频网(SFN)模式进行性能优化。
文档编号H04H60/91GK101252708SQ20081010270
公开日2008年8月27日 申请日期2008年3月25日 优先权日2008年3月25日
发明者杨树伟, 杨育波, 霖 田, 石晶林, 蒋海平, 珏 袁, 伊 黄 申请人:中国科学院计算技术研究所