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CN1756216A - 多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法 - Google Patents

多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法 Download PDF

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CN1756216A CNA2004100920062A CN200410092006A CN1756216A CN 1756216 A CN1756216 A CN 1756216A CN A2004100920062 A CNA2004100920062 A CN A2004100920062A CN 200410092006 A CN200410092006 A CN 200410092006A CN 1756216 A CN1756216 A CN 1756216A
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Abstract

本发明涉及多媒体广播组播业务技术，公开了一种多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，使得当无线接入网对MBMS业务使用了PTP的承载方式时，UE能够识别业务类型，实现PTP传输承载模式下的MBMS业务。这种多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法中，RAN中的RNC通过Iu过程不但从CN获取UE所的业务列表，还获取业务对应的标识信息，RNC根据得到的标识信息，在NAS中匹配相关的上下文，确定MBMS业务的路由。获取标识信息的步骤也可以发生在RNC已获取了UE所加入的业务并确定了该业务的无线承载方式之后，这样可以只需要获取使用PTP承载方式的业务所对应的标识信息。

Description

多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法
技术领域
本发明涉及多媒体广播组播业务技术，特别涉及多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法。
背景技术
在通信系统中，多播(Multicast)和广播(Broadcast)是一种从一个数据源向多个目标传送数据的技术。例如，在以太网中，因特网组管理协议(Internet Group Management Protocol，简称“IGMP”)就是用于多播的网际互连协议(Internet Protocol，简称“IP”)组播技术。
随着移动通信的发展，多播和广播也越来越多的应用在移动网络中。例如，在传统移动网络中，小区广播业务(Cell Broadcast Service，简称“CBS”)允许低比特率数据通过小区共享广播信道向所有用户发送，这种广播业务属于消息类业务。
现在，移动通信的发展使得用户对移动通信的需求已不再满足于电话和消息业务，随着因特网(Internet)的迅猛发展，大量多媒体业务涌现出来，其中一些应用业务要求多个用户能同时接收相同数据，如视频点播、电视广播、视频会议、网上教育、互动游戏等。这些移动多媒体业务与一般的数据相比，具有数据量大、持续时间长、时延敏感等特点。目前的IP组播技术可以在有线IP网络上以组播或广播的形式实现这些多媒体业务，但因为移动网络具有特定的网络结构、功能实体和无线接口，这些都与有线IP网络不同，因此这种技术不适用于移动网络。
为了解决上述问题，有效地利用移动网络资源，宽带码分多址(WidebandCode Division Multiple Access，简称“WCDMA”)/全球移动通信系统(GlobalSystem for mobile Communication，简称“GSM”)全球标准化组织第三代合作伙伴项目(3rd Generation Partnership Project，简称“3GPP”)提出了多媒体广播和组播业务(Multimedia Broadcast/Multicast Service，简称“MBMS”)，在移动网络中提供一个数据源向多个用户发送数据的业务，实现网络资源共享，提高网络资源的利用率，尤其是空口接口资源。3GPP定义的MBMS不仅能实现纯文本低速率的消息类组播和广播，而且还能实现高速多媒体业务的组播和广播，这无疑顺应了未来移动数据发展的趋势。
3GPP所定义的MBMS体系结构如图1所示。
其中，广播组播业务中心(Broadcast Multicast Service Center，简称“BM-SC”)是为了支持MBMS业务而新增的移动网功能实体，它是内容提供商的入口，用于授权和在移动网中发起MBMS承载业务，并按照预定时间计划传送MBMS内容。此外，用户设备(User Equipment，简称“UE”)、通用移动通信系统地面无线接入网(UMTS Terrestrial Radio Access Network，简称“UTRAN”)、全球移动通信系统及其演进的增强数据无线接入网络(GSM EDGE Radio Access Network，简称“GERAN”)、通用分组无线业务服务支持节点(Serving GPRS Support Node，简称“SGSN”)、通用分组无线业务网关支持节点(GPRS Gateway Support Node，简称“GGSN”)等功能实体进行增强，增加了MBMS相关的功能。
MBMS包括组播模式和广播模式。由于组播和广播模式在业务需求上存在不同，导致其业务流程也不同。
MBMS组播模式的业务流程如图2所示。
在MBMS组播模式下，用户通过MBMS激活过程，加入MBMS组播业务，使得网络知道有哪些用户希望接收某一个特定的MBMS业务。网络节点通过MBMS注册过程，建立从BM-SC，经GGSN，SGSN到基站控制器(BaseStation Controller，简称“BSC”)/无线网络控制器(Radio Network Controller，简称“RNC”)的分发树，从而允许传输MBMS会话属性和数据。注册过程在相关节点建立了MBMS承载上下文。当BM-SC准备好发送数据时触发MBMS会话开始过程。会话开始过程激活网络中用于传输MBMS数据的所有需要的承载资源，并且通知感兴趣的UE即将开始数据传输。通过这个过程，BM-SC将MBMS的服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)、MBMS业务域、估计会话长度参数等会话属性提供给感兴趣的相关网络节点。通过该过程，会引发相关RNC在接入网进行会话通知，小区用户计数，无线承载类型选择，无线和有线承载平面建立等工作。BM-SC等到下游流节点完成相应工作后，开始组播数据传输。各个节点通过会话开始过程中建立的承载传输组播数据，直到UE。
MBMS广播模式的业务流程如图3所示。
在MBMS广播模式下，由于广播业务向无线网络中的所有用户发送信息，因此各网络节点不需要执行MBMS注册过程。当BM-SC准备好发送数据时触发MBMS会话开始过程。会话开始过程激活网络中用于传输MBMS数据的所有需要的承载资源。通过这个过程，BM-SC将该MBMS承载业务的终端移动组标识(Terminal Mobile Group Identify，简称“TMGI”)、服务质量(Quality of Service，简称“QoS”)、MBMS业务域、估计会话长度参数(如果存在的话)等会话属性提供给感兴趣的相关网络节点。通过该过程，无线和有线承载平面建立等工作。BM-SC等到下游流节点完成相应工作后，开始广播数据传输。各个节点通过会话开始过程中建立的承载传输广播数据，直到UE。
熟悉本领域的技术人员可以看出，MBMS广播模式和组播模式的主要业务流程比较相似，都需要依次进行业务声明、会话开始、MBMS通知、数据传送和会话结束的处理；二者的区别在于，组播模式还需要用户签约相应组播组，进行业务激活，并依据用户加入和用户退出的时刻产生相应的计费信息。
在空中接口提供MBMS业务的承载方式有两种，一是点到点(Point toPoint，简称“PTP”)方式，另一种是点到多点(Point to Multipoint，简称“PTM”)方式。其中由于点到点可以使用功率控制，因此在用户数较少时使用这种方式有优势，但是如果用户数增多，那么就要耗费许多的无线资源，同时可能基站发送功率较大；而如果用户数较多时使用点到多点方式，那么不仅将会节省空中接口无线资源，而且可以节省基站的发送功率。为了使RNC能够根据各个小区内有某MBMS业务需求的用户数来决定使用的承载方式，MBMS系统引入了计数过程(counting)和重新计数过程(recounting)。
对于counting过程，是指一个MBMS业务Session开始时，RNC统计小区内接收某MBMS业务用户数的过程。而recounting过程，则是在session进行过程中需要重新对于用户数进行统计，以便确认采用的PTM方式目前仍是合适的承载方式。Counting过程中主要是对Idle(空闲)的用户进行统计，Idle状态的用户接收到这个指示后，需要建立无线资源控制(RadioResource Control，简称“RRC”)连接，此后UTRAN会发起包移动性管理(Packet Mobility Management，简称“PMM”)连接建立过程，此后CN通过UE Linking(用户设备链接)过程得到该用户加入的业务列表。这实际上是用户建立了与网络侧核心网建立的分组交换(Packet Switching，简称“PS”)域连接过程，无线网络控制器(Radio Network Controller，简称“RNC”)从CN的PS域通过Iu-PS接口得到该用户加入的业务。本发明中，Iu是指无线网络控制器和核心网之间的标准接口。
如果用户并没有和网络建立PS域的连接，换句话说就是网络和用户之间没有Iu-PS接口。那么当UTRAN需要从CN获得相关的用户加入业务信息时，通过已经建立的Iu-CS接口也是可以得到的。本发明中，CS是电路交换(Circuit Switching)的简称。
在使用PTP承载方式时，RNC需要使用用户加入业务所对应的网络层服务接入点标识(Network Layer Service Access Point Identifier，简称“NSAPI”)来进行业务识别。在用户侧，NSAPI用来指示PDP-SAP；而在SGSN和GGSN中，NSAPI则用来指示与PDP地址相关的PDP上下文。本发明中，PDP是分组数据协议(Packet Data Protocol)的简称，SAP是服务访问点(Service Access Point)的简称。当UE请求激活一个PDP上下文时，需要选择一个自己未使用的NSAPI。具体的NSAPI的使用方式如图4所示。
UE从IP地址A SAP处接收IP包，IP协议数据单元(Protocol Data Unit，简称“PDU”)被打包，并将NSAPI初始化为NSAPI-1。在IP PDU被收到后，SGSN分析NSAPI-1，并决定将IP PDU数据发送到与IP地址A相关的GGSN中去。从上例可以看出，NSAPI的作用主要就是可以结合IMSI来标识网络层的路由。
本发明涉及MBMS流程中“会话开始”的步骤，当UTRAN需要从网络获得用户加入的业务时，还需要从网络获得用户对于每个业务的NSAPI，用于标识用户业务路由，实际就是指示业务信息。
当然，对于用户来说，所述的业务标识还可以是RAB ID信息，本发明中，RAB是无线接入承载(Radio Access Bearer)的简称。
UTRAN从CN获得用户加入的业务列表的方法有两种，一种是PS域无连接方式，另一种是PS域有连接方式。
对于PS域无连接方式，用户只有Iu-CS接口，没有Iu-PS接口，即该用户处于RRC连接和PMM-IDLE状态时，UTRAN从CN获得用户加入的业务列表的流程如图5所示，大致包含以下步骤：
首先，UE和核心网的MSC建立CS域的连接。即在CS域建立Iu连接，实现从UE到MSC的信令通路；同时UE在PS域的Iu状态处于PMM-IDLE，即此时Iu-PS接口没有信令连接。
然后，RNC以无连接的方式向SGSN请求该用户加入的业务列表，发送的请求消息为MBMS SERVICE ID REQ，其中包含该UE的IMSI标识。
最后，SGSN回应该消息MBMS SERVICE ID回应，其中包括用户加入的所有业务列表。
对于PS域有连接方式，如果有Iu-PS接口的信令连接，那么RAN使用现有的UE Linking方式发送，UTRAN从CN获得用户加入的业务列表的流程如图6所示，大致包含以下步骤：
首先，RNC向CN发起PMM连接建立过程。
然后，CN通过特别的Iu过程，将MBMS UE Linking REQUEST信令，将用户加入的业务列表通知给SRNC。
最后，RNC向CN反馈MBMS UE LINKING RESPONSE信令，通知CN已经获得用户加入的业务列表
在实际应用中，上述方案存在以下问题：当RNC对MBMS业务使用点到点的承载方式时用户无法识别业务，无法为业务建立路由。
造成这种情况的主要原因在于，现有协议没有通知用户NSAPI的过程，即RNC无法知道NSAPI。对于用户接收的MBMS业务来说，网络侧并没有提供给用户NSAPI参数，这样当RNC决定对某个业务建立点到点的传输承载模式时，用户是无法知道为哪个业务建立这个承载，于是这里就出现了用户不能识别业务的情况。在MBMS系统中，事务标识(TI)(TransactionIdentity)或是RAB ID是和NSAPI相等的，因此知道了NSAPI或是TI实际上就知道了RAB ID，UE也就能够识别到是哪种业务。如果是点到多点的情况，因为是使用TMGI来识别业务类型的，所以不需要NSAPI或是TI信息。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，使得当无线接入网对MBMS业务使用了PTP的承载方式时，UE能够识别业务类型，实现PTP传输承载模式下的MBMS业务。
为实现上述目的，本发明提供了一种多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，包含以下步骤：
A无线接入网设备通过与核心网之间的接口信息交互过程，获取用户设备所加入的业务列表及业务对应的标识信息；
B所述无线接入网设备根据所述标识信息，确定多媒体广播组播业务在非接入层中的路由。
其中，所述标识信息是网络层服务接入点标识或事务标识或无线接入承载标识。
当所述用户设备存在分组交换域Iu连接时，所述无线接入网设备可通过用户设备链接过程获得所述用户设备所加入的业务列表及业务对应的标识信息。
当所述用户设备只存在电路交换域Iu连接时，所述无线接入网设备可通过多媒体广播组播业务业务信息请求过程获得所述用户设备所加入的业务列表及业务对应的标识信息。
所述步骤A中，所述无线接入网设备获取用户设备所加入的业务列表的过程和获取业务对应的标识信息的过程可分别进行的。
所述步骤A中，所述无线接入网设备获取用户设备所加入的业务列表的过程和获取业务对应的标识信息的过程可同时进行的。
所述无线接入网设备从所述核心网获取所述业务对应的标识信息的步骤可以发生在所述无线接入网设备从所述核心网获取了用户所加入的业务并确定了该业务的无线承载方式之后。
在所述无线接入网设备从所述核心网获取了用户设备所加入的业务并确定了该业务的无线承载方式之后，所述无线接入网设备仅从所述核心网获取使用点到点承载方式的业务所对应的标识信息。
所述无线接入网设备是无线网络控制器。
所述无线接入网设备从所述核心网获取业务所对应的标识信息时，还同时获取所述用户设备的标识信息。
所述用户设备的标识信息可以是国际移动台识别号码。
通过比较可以发现，本发明的技术方案与现有技术的区别在于，本发明中，RAN中的RNC通过Iu过程不但从CN获取UE所的业务列表，还获取业务对应的标识信息，RNC根据得到的标识信息，在非接入层(Non AccessStratum，简称“NAS”)中匹配相关的上下文，确定MBMS业务的路由。获取标识信息的步骤可以发生在RNC已获取了UE所加入的业务并确定了该业务的无线承载方式之后，这样可以只需要获取使用PTP承载方式的业务所对应的标识信息。
这种技术方案上的区别，带来了较为明显的有益效果，即因为RNC从CN获取了业务对应的NSAPI，所以当RNC决定对某个业务建立PTP的传输承载模式时，可以建立MBMS业务的路由，UE可以识别业务的类型。这样就可以顺利地实现PTP传输承载模式下的MBMS业务。
如果使用在确定了业务的无线承载方式后只获取使用PTP承载方式的业务对应NSAPI的方式，因为要传输的信息减少了，所以可以减少Iu接口的传输负担，提高NSAPI获取过程的效率。
附图说明
图1是3GPP所定义的MBMS体系结构；
图2是MBMS组播模式的业务流程；
图3是MBMS广播模式的业务流程；
图4是NSAPI的使用方式示意图；
图5是PS域无连接时UTRAN从CN获得用户加入的业务列表的流程示意图；
图6是PS域有连接时UTRAN从CN获得用户加入的业务列表的流程示意图；
图7是根据本发明的一个实施例的PS域没有Iu连接时CN向RNC通知用户NSAPI的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。
本发明的主要思想是CN通过Iu过程不但通知RNC用户加入的业务列表，还发送业务对应的标识信息，RNC根据标识信息在NAS中查找相关的上下文，实现路由过程。获取标识信息的步骤可以发生在RNC决定承载方式以前；也可以发生在RNC决定承载方式以后，这样可以只需要获取那些使用点到点承载方式的业务对应的标识信息。
标识信息可以是NSAPI或者TI或者RAB ID，在本发明中所提到的NSAPI可以用TI或是RAB ID代替。本发明应用的范围包括使用MBMS功能的全球移动通信系统(Global System for mobile Communication，简称“GSM”)、宽带码分多址(Wideband Code Division Multiple Access，简称“WCDMA”)系统、码分多址2000(Code Division Multiple Access 2000，简称“CDMA2000”)系统等等。本发明是以WCDMA为例来进行说明的，熟悉本发明领域的技术人员可以知道，本发明中的UTRAN可以对应其它无线通信系统中的无线接入网(RAN)，本发明中的RNC可以对应其它无线通信系统中的基站控制器(BSC)。
因为通过NSAPI在NAS中进行路由是现有的技术，所以本发明主要对NSAPI的获取方法进行重点说明。
NSAPI的获取分为两种情况：一种是PS域没有Iu连接时，需要通过一种无连接的方式，通知用户NSAPI；另一种是有MBMS连接，那么需要通过UE Linking过程将NSAPI通知给用户。
下面通过几个具体的实施例对本发明的技术方案进行说明。
在本发明的第一个实施例中，如图7所示，针对PS域没有Iu连接的情况提出了一种通知用户NSAPI的方法。
在步骤110中，UE和核心网的MSC建立CS域的连接。即在CS域建立Iu连接，实现从UE到MSC的信令通路；同时UE在PS域的Iu状态处于PMM-IDLE，即此时Iu-PS接口没有信令连接。
此后进入步骤120，RNC以无连接的方式向SGSN请求该用户加入的业务列表和业务相对应的NSAPI，发送的请求消息为MBMS SERVICE INFOREQ(MBMS服务信息请求)，其中包含该UE的IMSI标识。
此后进入步骤130，SGSN回应该消息MBMS SERVICE INFORESPONSE(MBMS服务信息应答)，其中包括用户加入的所有业务列表和业务相对应的NSAPI，还有用户的IMSI标识。通过NSAPI就可以在NAS中匹配相应的上下文，从而实现路由过程。
RNC在获取业务信息时还可以使用除了IMSI之外的其它用户标识方式例如临时移动用户识别码(Temperate Mobile Subscription Identity，简称“TMSI”)，URNTI等。
在本发明的第二个实施例中，与第一个实施例的区别在于，步骤120和130中，SGSN和RNC之间交互的还包括用户标识，以及该用户加入的业务列表和对应的RABID信息。
在本发明的第三个实施例中，与第一个实施例的区别在于，步骤120和130中，SGSN和RNC之间交互的还包括用户标识，以及该用户加入的业务列表和对应的TI信息。
在本发明的第四个实施例中，针对有MBMS连接的情况提出了一种通知用户NSAPI的方法。
首先，RNC向CN发起PMM连接建立过程；
然后，CN通过特别的Iu过程，MBMS UE LINKING REQUEST信令，将用户加入的业务列表及其对应的NSAPI通知给SRNC；
最后，RNC向CN反馈MBMS UE LINKING RESPONSE信令，通知CN已经获得用户加入的业务列表及其对应的NSAPI。
类似于第一个实施例，RNC在获取业务信息时还可以使用除了IMSI之外的其它用户标识方式，例如临时移动用户识别码(Temperate MobileSubscription Identity，简称“TMSI”)，URNTI等。
本发明的第五个实施例对第四个实施例作了一些变化，即针对第四个实施例中的后2个步骤，SGSN和RNC之间交互的还包括用户标识，以及该用户加入的业务列表和对应的RAB ID信息。
本发明的第六个实施例对第四个实施例作了一些变化，即针对第四个实施例中的后2个步骤，SGSN和RNC之间交互的还包括用户标识，以及该用户加入的业务列表和对应的TI信息。
本发明的第七个实施例对前六个实施例作了改进，即获取NSAPI或是TI或是RAB ID的过程还可以是在RNC决定使用的承载方式后，再通过特别的Iu过程请求NSAPI或是TI或是RAB ID。即在现有技术中通过MBMSSERVICE ID REQUEST(PS域无连接)或是UE LINKING(PS域有连接)过程获取用户加入的业务列表，并在RNC决定了小区的承载方式后，再通过特别的Iu过程获取各种业务列表的NSAPI或是TI或是RAB ID。
在第七个实施例中，RNC还可以在获取UE加入的业务列表和决定各个业务的承载方式后，只对于那些使用点到点方式承载的业务向SGSN请求这些业务的NSAPI或是TI或是RAB ID。
虽然通过参照本发明的某些优选实施例，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，可以在形式上和细节上对其作各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，其特征在于，包含以下步骤：
A无线接入网设备通过与核心网之间的接口信息交互过程，获取用户设备所加入的业务列表及业务对应的标识信息；
B所述无线接入网设备根据所述标识信息识别业务，并确定多媒体广播组播业务在非接入层中的路由。
2.根据权利要求1所述的多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，其特征在于，所述标识信息是网络层服务接入点标识或无线接入承载标识。
3.根据权利要求1所述的多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，其特征在于，当所述用户设备存在分组交换域Iu连接时，所述无线接入网设备可通过用户设备链接过程获得所述用户设备所加入的业务列表及业务对应的标识信息。
4.根据权利要求1所述的多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，其特征在于，当所述用户设备只存在电路交换域Iu连接时，所述无线接入网设备可通过多媒体广播组播业务业务信息请求过程获得所述用户设备所加入的业务列表及业务对应的标识信息。
5.根据权利要求1所述的多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，其特征在于，所述步骤A中，所述无线接入网设备获取用户设备所加入的业务列表的过程和获取业务对应的标识信息的过程可分别进行的。
6.根据权利要求1所述的多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，其特征在于，所述步骤A中，所述无线接入网设备获取用户设备所加入的业务列表的过程和获取业务对应的标识信息的过程可同时进行的。
7.根据权利要求1所述的多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，其特征在于，所述无线接入网设备从所述核心网获取所述业务对应的标识信息的步骤可以发生在所述无线接入网设备从所述核心网获取了用户所加入的业务并确定了该业务的无线承载方式之后。
8.根据权利要求7所述的多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，其特征在于，在所述无线接入网设备从所述核心网获取了用户设备所加入的业务并确定了该业务的无线承载方式之后，所述无线接入网设备仅从所述核心网获取使用点到点承载方式的业务所对应的标识信息。
9.根据权利要求1所述的多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，其特征在于，所述无线接入网设备是无线网络控制器。
10.根据权利要求1所述的多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，其特征在于，所述标识信息是事务标识。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，其特征在于，所述无线接入网设备从所述核心网获取业务所对应的标识信息时，还同时获取所述用户设备的标识信息。
12.根据权利要求11所述的多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法，其特征在于，所述用户设备的标识信息可以是国际移动台识别号码。
CNB2004100920062A 2004-09-30 2004-11-05 多媒体广播组播业务系统中业务识别和路由方法 Expired - Lifetime CN1306766C (zh)

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