MBMS

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MBMS(Multimedia Broadcast/Mukicast Service,多媒體廣播組播業務)

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什麼是MBMS

  MBMS3GPP為了有效地利用移動通信網路資源而引入,,其在移動通信網路中提供一個數據源向多個用戶發送數據的點到多點業務,實現網路資源共用,提高資源利用率,尤其是空口介面資源。MBMS業務不僅能實現純文本低速率的消息類組播和廣播,而且還能實現高速多媒體業務的組播和廣播。MBMS業務相比其他數據業務而言,因為具有上行通道,所以可提供更多的互動性,而且不會導致網路性能急劇下降。[1]

MBMS的技術特點[2]

  MBMS對原有WCDMA網路主要的改動是:增加廣播組播業務中心(BM—SC:Broadcast-Multicast Service Centre)網元,對現有PS域相關網元進行MBMS功能升級,以支持MBMS特有介面功能(如Gmb)、特有通道(如MICH、MTCH/MCCH/MSCH)、特有物理層過程(FACH通道選擇性合併、PTM與PTP切換)和特有業務流程(如訂閱)。

  在終端方面,MBMS仍然最大限度地繼承了已有的3GPP標準,在終端耗電、存儲、多媒體處理、顯示等技術得到改善的同時,原有基帶處理功能也有所增強。因此,承載寬頻多媒體業務的MBMS終端與現有終端保持了很好的統一性。

  在帶寬方面,MBMS可以最大使用256kbit/s的速率進行下載和流媒體的傳送。在互動方面,MBMS本身沒有定義特別的上行通道,但可以利用已有上行控制通道進行業務訂閱、業務加入等業務控制流程,同時利用上行業務通道實現與下行廣播/組播配合的一些交互類業務的實現。

  在容量方面,MBMS提供點到多點傳送多媒體的發送機制,提供所謂“SendOnce,ChargeManytimes”的業務模式,資源消耗與用戶數的增長無關,從而為節省3G網路緊張的空口資源和Iub口傳輸資源,規避移動網路容量劣勢尋找到了根本解決途徑。

MBMS技術原理[2]

  1.網路結構

  MBMS基於WCDMA/GSM分組網,通過增加一些新的功能實體——廣播組播業務中心BM-SC,對已有的分組域功能實體如SGSN(Serving GSN)、GGSN(Gateway GSN)、RNC(Radio Nerwork Controller)和UE(User Equipment)等增加MBMS功能,來實現廣播組播業務,並定義了新的邏輯共用通道以實現空口資源共用。

  MBMS的業務實現主要通過用戶側的UE和網路側的BM-SC來實現:

  ●在用戶面,MBMS使用特定的Qos通過Gi口向UE分發組播數據包

  ●在控制面,業務提供機制包括:管理UE的MBMS服務承載業務的激活狀態(組播模式下)、業務的外購版權確定(組播模式下)、提供會話的觸發和中止控制並管理數據分發的承載資源(組播和廣播模式下)。

  2.功能實現

  MBMS新增功能實體廣播組播業務中心(BM—SC),是內容提供者的人口,用來授權和在移動網中發起MBMS承載業務,並按預定時間計劃傳送MBMS內容。其功能包括:

  ●對第三方內容提供商的鑒權、授權和計費;

  ●提供MBMS傳輸相關參數,如QoS、組播廣播區域;

  ●發起和終止MBMS傳輸資源;

  ●從外部數據源接收並傳送MBMS內容、安排MBMS會話傳送並告知用戶、會話重傳等;

  ●業務聲明,包括媒體描述、會話描述,如組播業務標識、地址、傳送時間等。

  對已有的wCDMA/GSM分組網功能實體GGSN、SGSN、RNC/BSC和UE,也需要增加MBMS相關功能和過程。其針對MBMS新增功能有以下四部分。

  ●GGSN作為MBMS數據的IP組播業務節點,根據BM—SC的通知請求為廣播或組播傳送建立或釋放用戶面承載;從BM-SC或其它數據源接收IP組播內容,並通過GTP隧道路由;以及消息通知、計費數據手機、業務(QoS)協商。

  ●SGSN對用戶進行網路控制;支持MBMS接收者在SGSN間的移動;組播業務計費,包括後付費和預付費用戶;根據GGSN發送的通知建立或釋放lu、Gn承載。

  ●RAN在預定的組播或廣播業務區域傳送MBMS數據,組播模式下RAN根據小區中當前服務用戶數目和可用無線資源選擇合適的無線承載,即選擇共用通道或專有通道;支持核心網發起和終止MBMS傳送;支持MBMS接收者在RNC間的移動,這可能會引起一些數據的丟失;支持傳輸MBMS業務聲明、尋呼信息、MBMS並行業務,如接收MBMS視頻內容,同時進行語音呼叫和消息業務。

  ●UE支持激活/去激活MBMS業務;MBMS安全相關功能,如對內容進行加密和一致性保護;接收MBMS業務聲明、尋呼信息或支持同步業務;根據MBMS會話標識決定是否忽略MBMS會話。

  3.鏈路層主要技術

  引入MBMS時,需要對物理層所做的修改主要有以下幾點:

  ●增加一個新的類似PICH的MBMS通知指示通道(MICH);

  ●在小區中增加S-CCPCH操作,儘可能與鄰小區保持同步。

  MBMS數據通過Uu介面發送給UE,既可以使用點到點傳輸,例如使用現有的PDCH功能,也可以使用點到多點的傳輸。

  點對點傳輸用來傳送MBMS特有的控制/用戶面信息,以及專用的控制/用戶面信息。這些信息在RRC連接模式下,在UE和網路之間傳送。這種模式只適於MBMS組播模式,對於一個UE,如果在CELL—FACH、CELL—DCH、DCCH或DTCH通道上,則允許使用現有的映射關係,映射到傳輸通道。點到多點傳輸用來傳送MBMS特有的控制/用戶面信息。這些信息是在RRC連接或空閑模式下,在網路和處於空閑或者RRC連接模式下的幾個UE之間傳送。這種模式適用於MBMS的廣播和組播模式。

  UE端有兩種組合方式提高接收性能

  ●選擇性合併:UE將TTIs組合在L2重排序緩衝區中,這樣就能夠允許不同無線鏈路之間更長的時移。選擇性合併所允許的時移能夠達到幾個TTI。選擇性合併能夠獲得3.7~4.8dB的增益;

  ●軟合併:當前小區和鄰近小區的發送時間保持在1TTI+一個時隙之內,UE在物理層可以對接收的信息進行軟合併。使用軟合併能夠在選擇性合併的基礎上進一步獲得2~3dB的增益。

  為了支持MBMS用戶平面和控制平面的傳輸,在MAC層的MAC—c/sh實體加入了一個新的功能實體MAC—m,該實體主要是用於完成點到多點傳輸模式中邏輯通道MTCH、MCCH、MSCH到傳輸通道FACH的映射,在點到點模式中,採用邏輯通道DTCH和DCCH。

參考文獻

  1. 趙勇.MBMS業務的技術實現及相關標準[J].電信網技術.2010,5
  2. 2.0 2.1 陳秋霞.MBMS技術與應用分析[J].通信世界.2007,42B
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