利用MBMS實(shí)現(xiàn)TD系統(tǒng)的多媒體廣播業(yè)務(wù)

標(biāo)簽：MBMS  TD系統(tǒng)

多媒體業(yè)務(wù)是目前被業(yè)界看好的一個(gè)非常有潛力的應(yīng)用。多媒體廣播主要是指移動(dòng)終端用戶在具有操作系統(tǒng)和視頻功能的智能移動(dòng)終端上以頻道或信道的形式接收廣播形式的數(shù)字音視頻內(nèi)容(例如電視等)。多媒體廣播有兩種主要技術(shù)種類：一是廣電系統(tǒng)的大區(qū)制地面廣播手機(jī)電視標(biāo)準(zhǔn)，一是基于移動(dòng)通信系統(tǒng)蜂窩網(wǎng)的MBMS(多媒體廣播和組播技術(shù))標(biāo)準(zhǔn)。在此，我們主要討論在TD網(wǎng)絡(luò)中，如何實(shí)現(xiàn)MBMS技術(shù)來(lái)承載多媒體廣播業(yè)務(wù)。

MBMS的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)展

組播和廣播是指從一個(gè)數(shù)據(jù)源向多個(gè)目標(biāo)傳送數(shù)據(jù)包的方式。在傳統(tǒng)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，小區(qū)廣播業(yè)務(wù)(CBS)也可以完成廣播的功能，但僅允許低比特率數(shù)據(jù)通過(guò)小區(qū)共享廣播信道向所有用戶發(fā)送，基本上只能用于發(fā)送文本信息，已經(jīng)很難滿足今天人們的要求。所以3GPP在R6版本中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多媒體業(yè)務(wù)的廣播和組播功能。

3GPP在R6中引入MBMS功能，是一種面向組播和廣播的業(yè)務(wù)，基于WCDMA/GSM分組網(wǎng)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)增加一些新的功能實(shí)體，廣播組播業(yè)務(wù)中心BM-SC，并對(duì)已有的分組域功能實(shí)體，如SGSN、GGSN、RNC、UE等增加MBMS功能支持來(lái)實(shí)現(xiàn)，并在空中接口上定義了新的邏輯共享信道來(lái)實(shí)現(xiàn)空口資源共享。

3GPP定義的MBMS業(yè)務(wù)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，特別是組播業(yè)務(wù)。在2006年3月，Vodafone提出了對(duì)廣播模式進(jìn)行增強(qiáng)，以便于用廣播模式承載手機(jī)電視業(yè)務(wù)。這個(gè)方案的提出，有利于加快MBMS產(chǎn)業(yè)化。

3GPP在R7中繼續(xù)研究增強(qiáng)型的MBMS業(yè)務(wù)。研究重點(diǎn)主要包括兩個(gè)方面。首先是MBMSSFN。在R6中，MBMS業(yè)務(wù)和其他非MBMS業(yè)務(wù)，例如話音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等，在同一個(gè)載波中運(yùn)行。在R7中，3GPP提出了在一個(gè)單獨(dú)的載波上運(yùn)行MBMS業(yè)務(wù)，因?yàn)镸BMS是一個(gè)純下行的業(yè)務(wù)，不需要上行反饋。這種思想稱之為MBMSSFN方案。另一個(gè)研究的重點(diǎn)就是雙接收機(jī)，這是針對(duì)終端而言的。對(duì)于FDD終端來(lái)說(shuō)，如果MBMS在一個(gè)單獨(dú)的載波上運(yùn)行，那么終端只有通過(guò)雙接收機(jī)才能同時(shí)接收非MBMS業(yè)務(wù)和MBMS業(yè)務(wù)。針對(duì)R6版MBMS設(shè)計(jì)過(guò)于復(fù)雜的情況，R7也進(jìn)行了一些簡(jiǎn)化。

目前，F(xiàn)DD、HCRTDD和TD都已基本完成了各自MBMSSFN的標(biāo)準(zhǔn)制定過(guò)程。

MBMS的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

MBMS有廣播和組播兩種工作模式。廣播模式是指多媒體數(shù)據(jù)從一個(gè)業(yè)務(wù)源被單向發(fā)送給廣播服務(wù)區(qū)域內(nèi)的所有UE;組播模式與廣播模式十分類似，但接收范圍只限于已申請(qǐng)?jiān)摱嗝襟w業(yè)務(wù)的UE。

在MBMS網(wǎng)絡(luò)中，MBMS承載業(yè)務(wù)的邊緣是Gmb和Gi參考點(diǎn)，即廣播組播業(yè)務(wù)中心BM-SC與GGSN之間的接口，Gmb接口提供控制面功能，Gi接口提供用戶面承載功能。這里唯一新增的接口是Gmb接口，其它都是WCDMA/GSM網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)存在的接口。

對(duì)于傳統(tǒng)的分組域業(yè)務(wù)，每個(gè)用戶都會(huì)和核心網(wǎng)建立一條點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路。MBMS業(yè)務(wù)是一個(gè)點(diǎn)到多點(diǎn)的業(yè)務(wù)。在Iu鏈路上，只建立一個(gè)承載，被多個(gè)用戶共享。而且在空口接口上，可以根據(jù)小區(qū)內(nèi)使用該業(yè)務(wù)用戶量的多少，決定使用公共信道，即PTM方式，或通過(guò)使用專用信道，即PTP方式，為用戶提供服務(wù)。

MBMS是一個(gè)端到端的業(yè)務(wù)，涉及CN、RAN和終端。CN的改動(dòng)對(duì)WCDMA和TD是相同的。在RAN側(cè)的改動(dòng)和對(duì)MAC層以上的改動(dòng)，WCDMA和TD也是相同的，兩者的區(qū)別僅在于物理層。

UTN技術(shù)方案

基于3GPP的R6版本的MBMS的頻譜效率較低，只有0.02bps/Hz～0.2bps/Hz，而且業(yè)務(wù)流程和接入網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度都較高。所以在R7版本中，3GPP提出了在專用載波上承載MBMS業(yè)務(wù)的思想，即MBMSSFN的概念。

目前，正在CCSA內(nèi)研究制定的TD-MBMS技術(shù)方案，基于R6MBMS，吸取了R7中的一些思想，并結(jié)合了TD自身的特點(diǎn)。其主要思想，是在N頻點(diǎn)TD-SCDMA中，采用相同頻點(diǎn)的相同時(shí)隙來(lái)提供MBMS業(yè)務(wù)，簡(jiǎn)稱為UTN(同時(shí)隙網(wǎng))方式。UTN技術(shù)，要求所有相鄰基站同步發(fā)射相同的無(wú)線信號(hào)。在UTN模式下，UE可以將來(lái)自于不同基站的信號(hào)視為多徑信號(hào)，因此大大提高了頻譜利用率。

通過(guò)UTN方式可實(shí)現(xiàn)多媒體廣播業(yè)務(wù)，即全網(wǎng)采用UTN進(jìn)行組網(wǎng);也可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域多媒體廣播業(yè)務(wù)，即在區(qū)域地區(qū)采用UTN組網(wǎng)。某一UTN網(wǎng)絡(luò)所使用的頻率，在不同地域(非相鄰地域)可以重用，組成另外一個(gè)區(qū)域化的UTN網(wǎng)絡(luò)，但這兩個(gè)區(qū)域化的UTN網(wǎng)絡(luò)必須有一定的物理隔離度。

在TD現(xiàn)有的N頻點(diǎn)系統(tǒng)中，UTN模式可以與N頻點(diǎn)模式進(jìn)行時(shí)分復(fù)用或頻分復(fù)用。

在UTN組網(wǎng)方式下，同一個(gè)MBMS業(yè)務(wù)，在相同的載波、相同的時(shí)隙上同步發(fā)送，UTN模式占用的時(shí)隙和頻點(diǎn)可靈活分配。一個(gè)MBMS業(yè)務(wù)占用的時(shí)隙數(shù)取決于它的速率。一個(gè)頻點(diǎn)的一個(gè)UTN時(shí)隙可以提供128kbps～192kbps數(shù)據(jù)傳輸速率，可以根據(jù)業(yè)務(wù)需要，配置更多的頻點(diǎn)或時(shí)隙。

由于在TD中，已通過(guò)GPS實(shí)現(xiàn)了基站同步，因此實(shí)現(xiàn)同一RNC內(nèi)的內(nèi)容同步，對(duì)TD來(lái)說(shuō)，不需要增加額外的處理。

SFN技術(shù)方案

從提高大覆蓋和頻譜利用率角度出發(fā)，3GPP開(kāi)展在單獨(dú)載波上承載MBMS的技術(shù)研究，簡(jiǎn)稱為MBMSSFN技術(shù)。由于MBMS SFN是承載在單獨(dú)載波上的，因此可以在一定程度上重新設(shè)計(jì)它的幀結(jié)構(gòu)。從提高頻譜利用率角度來(lái)說(shuō)，由于MBMS業(yè)務(wù)是一個(gè)純下行的業(yè)務(wù)，因此可以把它的幀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為全下行。

TD-MBMS SFN的時(shí)隙結(jié)構(gòu)采用全下行時(shí)隙，并且把三個(gè)特殊時(shí)隙合成一個(gè)下行控制時(shí)隙，用來(lái)傳輸MBMS控制信令。原來(lái)傳統(tǒng)幀結(jié)構(gòu)中的DwPTS、UpPTS和96chip的GP不再出現(xiàn)，而是合并為一個(gè)短的時(shí)隙，該時(shí)隙的長(zhǎng)度為0.275ms，為MBSFN控制時(shí)隙。

TD-MBMS SFN的幀結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的單播業(yè)務(wù)的幀結(jié)構(gòu)相比，5ms子幀和10ms復(fù)幀不變，時(shí)隙長(zhǎng)度不變，幀結(jié)構(gòu)對(duì)齊，具有一定的后向兼容性。

由于MBMS SFN是承載在一個(gè)單獨(dú)的載波上的，為了不影響終端對(duì)承載在原有載波上信令及業(yè)務(wù)的接收，因此終端應(yīng)實(shí)現(xiàn)雙接收機(jī)功能。

目前，雖然MBMS R6版本的標(biāo)準(zhǔn)已完成，但由于其復(fù)雜性及頻率利用率較低，使得其市場(chǎng)應(yīng)用前景不是很明朗，因此各系統(tǒng)廠家遲遲未能推出相應(yīng)的商用產(chǎn)品。而TD由于全網(wǎng)同步的特性，因此在其網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)MBMS業(yè)務(wù)有著天然的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)TD-MBMS技術(shù)的明確以及標(biāo)準(zhǔn)的制定，非常有利于TD產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)和增強(qiáng)TD技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)力。