【流媒体网】摘要： 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技术，已成为移动通信系统发展的热点之一。本文将介绍基于WCDMA的多媒体广播多播服务MBMS（MultimediaBroadcastandMulticastService）及其关键技术。

    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技术，已成为移动通信系统发展的热点之一。为了在移动通信系统中实现广播多播技术，第三代移动通信的标准化组织3GPP和3GPP2，已经开始这方面的研究和协议制定工作，并提出相应的设计目标：占用的无线接入网和核心网的资源最小；在终端移动的条件下，流媒体业务接收顺畅；广播多播业务的发射功率最小化，以免影响其它无线链路的正常通信；系统分层设计，便于移动通信系统添加区域的广播或多播业务等。本文将介绍基于WCDMA的多媒体广播多播服务MBMS（MultimediaBroadcastandMulticastService）及其关键技术。

    一、MBMS简介

    广播多播技术是指通过共享一条传输链路，把多媒体数据广播或多播到移动终端。为了实现MBMS，需要对WCDMA网络中现有的SGSN（ServingGPRSSupportNode）、GGSN（Gateway GPRS Support Node）、RNC（Radio Network Controller）和UE（User Equipment）等分组域的节点增加MBMS功能，同时需要增加广播和多播服务中心BM-SC（Broadcast Multicast Service Center）。MBMS体系结构的简化模型如图1所示。

    图1 MBMS体系结构的简化模型

    在图1中Gmb、Gi参考点为BM-SC与GGSN之间的接口，其中，Gmb接口提供控制面功能，Gi接口提供用户面功能。BM-SC是新增的节点，它是MBMS业务提供者的入口，用于授权和发起业务，保存一些业务参数信息，并按照预定时间发送业务。

    对于WCDMA网络中已经存在的节点，需要增加的MBMS相关功能和过程有：UE支持激活和撤销MBMS业务，支持与MBMS安全相关的功能，支持并行处理MBMS业务和非MBMS业务。UTRAN中包含RNC和NodeB节点，根据当前小区中订阅MBMS业务的UE数目和可用的无线资源，选择合适的无线承载方式，即PTP（Point-to-Point）和PTM（Point-to-Multipoint）两种方式。UTRAN支持核心网发起和终止MBMS业务的传输，支持接收MBMS业务的UE在RNC之间的移动，同时支持传输与MBMS业务并行的其他业务。SGSN对接收MBMS业务的UE进行网络控制，将MBMS业务发送给UTRAN，完成MBMS业务的计费功能。GGSN根据BM-SC的通知为MBMS业务建立或释放用户面和控制面的承载。

    MBMS有广播和多播两种工作模式。广播模式是指多媒体数据从一个业务源被单向发送给广播服务区域内的所有UE，该模式UE无需注册即可接收广播数据，可有效节约无线资源，但无法保证UE接收数据的完整性；多播模式与广播模式十分类似，但可接收多播数据的UE只限于已注册的UE，当小区中接收多播数据的UE过少时，可选择PTP的无线承载方式发送多播数据，以减少对其他无线链路的干扰。

    MBMS的工作流程：

    ●注册阶段（广播模式不需要）：建立UE和MBMS业务提供者之间的联系。注册完成后，UE可以接收多播数据，MBMS业务提供者对提供的MBMS业务收费。

    ●业务声明阶段：向UE提供即将发送的MBMS业务的基本信息。

    ●UE加入阶段（广播模式不需要）：基于业务声明阶段提供的业务信息，UE通过本阶段的操作成为一个MBMS业务的多播组成员。UE加入后，UE需要为接收到的MBMS业务付费，因此该阶段操作需要UE和MBMS业务提供者之间进行身份认证。

    ●会话开始阶段：UTRAN为MBMS业务分配资源，建立业务承载，BM-SC准备发送MBMS业务。

    ●MBMS通知阶段：通知UE做好接收MBMS业务的准备工作。

    ●数据传送阶段：MBMS业务发送给UE。在多播模式下，MBMS业务的数据是加密的。

    ●会话结束阶段：MBMS业务传送结束，释放传送MBMS业务所分配的资源。

    ●UE离开阶段（广播模式不需要）：UE取消多播业务的注册，不再接收该多播业务。

    二、实现MBMS的关键技术

    为了降低系统实现的复杂度，WCDMA网络的物理层未定义新的物理信道来传输MBMS业务，而使用专用物理下行信道（PTP无线承载方式下）和次公共控制物理信道（PTM无线承载方式下）传输MBMS业务。WCDMA网络的数据链路层分为PDCP、RLC和MAC三个子层。为了支持MBMS业务在用户面和控制面的传输，WCDMA为MBMS在MAC子层定义了新的功能实体MAC-m以及新的逻辑信道MTCH、MCCH和MSCH，分别用于传输MBMS业务的数据、控制信息和调度信息。由于对移动通信系统中广播、多播技术的研究尚处于起步阶段，所以很多重要问题和关键技术仍在进一步研究和讨论中，下文将详细论述实现MBMS的四项关键技术。

    1.计数/重计数技术

    在MBMS中，UTRAN有必要知道订阅某一MBMS业务的UE数目，根据该数目，UTRAN决定采用何种无线承载方式。实际系统可采用寻呼信道或是广播信道来要求已经订阅了某一MBMS业务的UE向UTRAN发送一个回复，进而UTRAN统计出订阅该MBMS业务的UE数目。而重计数的目的是在MBMS业务的传输过程中重新统计订阅该MBMS业务的UE数目，以确认当前的无线承载方式是否为最佳。如果当前采用的不是最佳的无线承载方式，则UTRAN对该业务进行无线承载方式的切换。

    UTRAN中的RNC节点触发了一次计数过程后，UE会返回一个计数响应给RNC。为了避免UE计数响应返回时导致上行随机接入信道的拥塞，RNC在计数过程中采用了基于接入概率因子的控制过程。UE根据RNC设定的接入概率因子的值以一定的概率回复RNC的计数信令，RNC根据正确回复的UE的数目估算出剩余的UE数目，并进行接入概率因子的调整，并在下一次计数过程中按照调整后的接入概率因子进行计数。如果RNC统计出订阅该MBMS业务的UE数目达到一个门限值，则结束计数过程。

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