MBMS增强广播承载

        MBMS增强广播承载类型介于广播和组播之间,吸收了广播中流程简单和组播中资源优化的优点。从业务流程上看,增强广播也包括组播中的订阅、加入和离开过程,都需要针对特定的MBMS承载业务实现从UE到BM-SC的注册和注销。不同的是,组播的加入和离开过程需要涉及承载网络层(GTP层),需要将UE信息保存在承载网络的相关节点上(包括RNC、SGSN和GGSN),并使其成为承载网络该业务组播树的一部分。而增强广播的加入和离开过程实现于应用层,承载网络对此是不可感知的。因此,对于承载网络而言,增强广播更接近于广播。

        使用MBMS组播承载时(图5实线部分),用户通过在单播承载上发送IGMP/MLD加入消息来发起业务,收到该消息的GGSN会向BM-SC请求授权,获得授权后GGSN会发起承载网络层的加入过程,将UE信息加入到承载网络中相关节点对应的组成员关系中。可见,组播的加入/离开过程发起于IP层而实现于承载网络层,因此需要在承载网络层的相关网络节点之间进行复杂的信令交互。

                                                                                   图5MBMS协议简图

        而使用MBMS增强广播承载时,只需要通过在应用层的加入/离开过程实现从UE到BM-SC的注册/注销(图5虚线部分),无须在承载网络层进行信令交互和信息存储。增强广播是对广播的一种优化和扩展,在接入网中,增强广播不会向那些没有接收用户的小区发送数据。

MBMS传输方式的演进

        MBMS对于无线资源利用的不合理,以及在进行MBMS业务接收时的不稳定性,都严重地制约了手机电视业务的应用,因此MBMS对接入网进行了改进,引入了单频网(SFN)传输方式。单频网传输方式(即MBSFN传输方式)就是在同一时间以相同频率在多个小区进行同步传输。使用这种传输方式可以节约频率资源,提高频谱利用率。同时这种多小区同频传输所带来的分集效果可以解决盲区覆盖等问题,增强接收的可靠性,提高覆盖率。

MBSFN传输区域

        由于MBSFN传输方式涉及的是多个小区间的同步传输,因此需要对MBSFN传输的区域进行定义。

        (1)MBSFN同步区域是指有能力进行MBSFN传输的区域,该区域内的所有eNodeB能够被同步并进行MBSFN传输。
        (2)MBSFN区域是指通过协调实现了MBSFN传输的一组小区。对于接收MBSFN传输的UE,整个MBSFN区域会被看作是一个MBSFN小区。

        显然,MBSFN区域必定不会超出MBSFN同步区域的范围。一个MBSFN同步区域中可以包含多个MBSFN区域,而MBSFN同步区域的特定小区,也可以属于多个不同的MBSFN区域。MBSFN同步区域一般通过配置实现,而MBSFN区域既可以通过配置,也可以通过动态管理(MCE)来实现。

        即便是在同一个MBSFN区域内,由于对MBSFN传输可能处于不同的接收状况,因此可以进一步将MBSFN区域内的小区分为传输通告小区、传输小区和保留小区(如图6所示)。传输通告小区是指那些可以同时接收传输内容和业务信息的小区,在这种小区中,UE能够有保障的进行接收;传输小区是指那些只能接收传输内容而无法接收业务信息的小区,这种小区一般位于MBSFN区域的边缘,作用在于保障传输通告小区不会受到MBSFN区域外部的频率干扰;保留小区是指那些不能接收该MBSFN传输的小区。

                                                                                         图6MBSFN区域

MBSFN传输内容同步

        MBSFN传输方式的特征是多小区的同步传输,首先需要解决的是内容同步问题。为了保证无线帧的同步传输,E-MBMS在M1接口(eNodeB同MBMS网关用户面之间)上使用了SYNC协议。E-MBMS网关在进行数据传输时会携带SYNC同步信息,eNodeB会根据这些SYNC同步信息来发送无线帧。此外,为了保障同步传输,eNodeB需要具备一定的缓存能力。

        在MBSFN同步区域内,所有eNodeB的SYNC同步信息是统一的,并且在进行MBSFN传输之前,会由MCE为所有相关的eNodeB配置相同的RLC/MAC/PHY。对于特定的MBMS传输,会由特定的E-MBMS网关负责向所有相关的eNodeB发送MBMS业务数据(通过M1接口),E-MBMS网关不需要知道准确的无线资源分配的信息,包括精确的时间分配等(如无线帧传输的精确开始时间),只需要在MBMS业务数据中携带SYNC同步信息即可。

MCE逻辑实体

        MCE(MBMS协调实体)是接入网为实现多小区传输(即使用MBSFN传输方式)而引入的逻辑实体(如图7所示),专门负责当进行多小区传输时,对MBSFN区域内所有eNodeB的无线资源进行分配和管理。由于MCE是逻辑实体,它既可以作为某些功能实体(如eNodeB)的一部分,也可以是一个独立的实体。

                                                                                        图7MCE

        MCE收到来自E-MBMS网关的MBMS会话控制信令(如会话开始)后,会判断该MBMS业务在接入网中能否进行多小区传输。当进行多小区传输时,MCE会对MBSFN区域内所有eNodeB的无线资源进行统一管理,包括对时间、频率资源的分配,以及具体的无线配置(如调制和编码),来保证多个小区间同步传输的协调。当进行单小区传输(即不使用MBSFN传输方式)时,MCE只是将MBMS会话控制信令转发给eNodeB,由eNodeB自行决定无线资源配置。

        M3接口是MCE同E-MBMS网关的控制面接口,负责传递MBMS会话控制信令,以及为进行MBMS业务数据传输所需要的信息(如IP组播地址)。M2接口是MCE同eNodeB之间的控制面接口,MCE通过该接口对eNodeB进行无线资源管理以及传递MBMS会话控制信令。

MCH传输信道

        为了实现对MBSFN传输方式的支持,MBMS定义了新的传输信道MCH,这种信道不仅能够实现对整个小区的广播覆盖,还支持在多个小区之间进行MBMS同步传输。当对MBMS业务进行单小区传输时(非MBSFN传输方式),使用下行共享信道DL-SCH;当进行多小区传输(MBSFN传输方式)时,则需要使用多播传输信道MCH来进行同步传输。这样在传输MBMS业务时,既可以使用MBMS专用频率资源,也可以使用非MBMS专用的、共享的频率资源,并且两种情况下都可以使用MBSFN传输方式。

        那些使用MBMS专用频率资源的小区(MBMS专用小区)可以使用MCH进行多播传输。这种小区不提供上行链路,没有计数机制,不支持单播传输。那些没有使用MBMS专用频率资源的小区(混合小区)可以使用MCH或DL-DCH信道进行多播传输,小区中的单播和MBMS传输可以协调并行。