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CN1294776C - 一种实现多播业务宏分集的方法 - Google Patents

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CN1294776C
CN1294776C CNB2004100945229A CN200410094522A CN1294776C CN 1294776 C CN1294776 C CN 1294776C CN B2004100945229 A CNB2004100945229 A CN B2004100945229A CN 200410094522 A CN200410094522 A CN 200410094522A CN 1294776 C CN1294776 C CN 1294776C
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Abstract

本发明公开了一种实现多播业务宏分集的方法，该方法首先在MBSZONE中周期性地发送包含MBS ZONE所统一使用的调制和编码方式的相关信息的消息；MSS接收步骤a1所述消息，根据该消息所包含的调制和编码方式的相关信息解析MBS ZONE中的其他消息，并根据对MBS ZONE中其他消息的解析结果接收MBS业务数据。本发明同时还公开了另一种实现多播业务宏分集的方法。本发明解决了现有技术中需要一个实体用于统一管理各个小区编码调制方式的定义，以及需要不断跟踪DL-MAP消息中DCDcount的变化的问题。本发明方案实现了由MBS Server统一规划相关消息，而不需要像现有技术那样专门引入新的实体用于DCD消息的统一定制，本发明方案还使得接收设备无需时时监控当前小区的相关消息，减少了功率损耗。

Description

一种实现多播业务宏分集的方法
技术领域
本发明涉及多播业务，更确切地说是涉及一种实现多播业务宏分集的方法。
背景技术
随着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的数据，也即对数据进行多播，所涉及的应用业务则包括视频点播、电视广播、视频会议、网上教育、互动游戏等。
多播业务是一种从一个数据源向多个目标传送数据的技术，包括组播和广播。对于广播业务来说，在传统的移动网络中，小区广播业务(CBS，CellBroadcast Service)只允许低比特率的数据通过小区共享的广播信道向所有用户发送，属于消息类业务。对于组播业务来说，目前已有针对现有IP网络的IP组播技术，但由于移动网络具有特定的网络结构、功能实体和无线接口，与现有的IP网络不同，因此目前的IP组播技术只适用于有线IP网络，而不适应于移动网络。另外，由于移动多媒体业务与一般的业务相比，具有数据量大、持续时间长、时延敏感等特点，因此，目前的广播业务及组播业务传输技术都不适用于移动多媒体业务数据的传送。
为有效利用移动网络资源，一方面，宽带码分多址/全球移动通信系统(WCDMA/GSM)的全球化标准化组织——第三代合作伙伴计划(3GPP)提出了多媒体组播和广播业务(MBMS，Multimedia Broadcast/MulticastService)，另一方面，在电机电子工程师协会(IEEE)802.16的最新协议IEEE802.16e/D5中也引入了组播广播业务(MBS，Multicast and BroadcastService)。MBMS及MBS业务提供了在移动网络中由一个数据源向多个用户发送数据的规范，为移动网络提供了一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，实现了网络资源共享，提高了网络资源的利用率，尤其是空口接口资源。新提供的MBMS及MBS业务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。
对于IEEE802.16协议提出的MBS业务来说，其网络结构如图1所示。如图1所示，为支持MBS业务，新增了移动网功能实体——广播组播业务服务器(MBS server)，其一方面是内容提供者的入口，另一方面要规划自身下属的基站(BS)的多播数据的发送，并分发多播数据给自身下属的BS。另外，还需要对移动台(MSS)、BS等功能实体进行增强，即增加与MBS业务相关的功能。
MBS业务操作主要包括以下几个部分：获取MBS业务列表信息、对MBS业务的鉴权及获取加密密钥、正常接收MBS业务。也就是说，在正常接收MBS业务之前，MSS首先需要从MBS server获取MBS内容列表等信息，然后再请求BS对接收MBS业务内容进行鉴权；鉴权通过后，BS会向MSS发送包括MBS下行业务参数等信息，MSS之后会请求BS返回MBS密钥。MSS在获取下行业务参数及MBS密钥后，即可利用得到的信息接收相关的媒体访问层协议数据单元(MAC PDU)，进入正常的MBS业务接收状态。
对于正常接收MBS业务来说，主要是指利用接收到的MBS下行业务参数对MBS业务内容的接收过程。在目前的标准草案中，MBS下行业务参数主要包括MBS区域标识(MBS zone identifier)及多播连接(MulticastCID)。
为使用宏分集以增强接收性能，在当前IEEE802.16的最新协议IEEE802.16e/D5中引入了MBS映射(MBS-MAP)消息，该消息在MBS区域(MBS ZONE)中传输，其所包含的信息元如表1所示。
标识(Syntax)   位数(Size)   注释(Notes)
MBS-MAP_Message_Format(){
  管理消息类型(Management MessageType)＝？   8bits
  帧号(Frame number)   24bits   与DL-MAP消息中的帧号相同(The frame numberis identical to the frame number in the DL-MAP)
  for(i＝0；i＜n；i++){
    多播连接号(Multicast CID)   12bits   多播连接号中的低12位(12 LSB of CID formulticast)
    DIUC   4bits
    OFDMA符号偏移(OFDMA Symboloffset)   8bits   相对于MBS区域起始位置的OFDMA符号偏移(OFDMA symbol offset with respect to start of theMBS zone)
    子信道偏移(Subchannel offset)   6bits
    功率偏置(Boosting)   3bits   000：无增强(normal(not boosted))；001：+6dB；010：-6dB；011：+9dB；100：+3dB；101：-3dB；110：-9dB；111：-12dB；
    OFDMA符号数目(No.OFDMASymbols)   7bits
    子信道数目(No.Subchannels)   6bits
    重复编码指示(Repetition CodingIndication)   2bits   0b00-不重复(No repetition coding)0b01-重复2次(Repetition coding of 2used)0b10-重复4次(Repetition coding of 4used)0b11-重复6次(Repetition coding of 6used)
    下一个MBS帧偏移(Next MBS frameoffset)   8bits   BS将发射下一个MBS帧的帧号的低8位(TheNext MBS frame offset value is lower 8 bits of theframe number in which the BS shall transmit thenext MBS frame.)
    下一个MBS OFDMA符号偏移(NextMBS OFDMA Symbol offset)   8bits   下一个MBS区域开始的OFDMA符号偏移，相对于包含MBS区域的下行帧的起始位置(Theoffset of the OFDMA symbol in which the nextMBS zone starts，measured in OFDMA symbolsfrom the beginning of the downlink frame in whichthe MBS-MAP is transmitted.)
  }
  if！(byte boundary){
    补充位(Padding Nibble)   4bits   补充至Byte边界(Padding to reach byte boundary.)
  }
}
表1
MBS-MAP消息用于通知在给定的MBS ZONE中为具体的MulticastCID分配的物理信道资源。MBS-MAP消息进一步用于在给定的物理信道资源(Burst)上所使用的调制编码方式(DIUC)、功率偏置(Boosting)、下一个MBS业务帧的位置。因此，只要能够正确地检测到MBS-MAP消息，MSS就可以根据该消息得到所期望接收的多播连接所对应的物理信道资源，进一步得到在该物理信道资源上所使用的调制编码方式、功率偏置等，进一步确定下一帧中包含该多播连接的MBS帧的位置，从而进行正常的多播连接的数据接收。
在MBS-MAP消息中，信息元DIUC是一个四位标识，用以标识当前Burst上所使用的调制编码方式，该DIUC值的具体定义位于当前小区所广播的下行信道描述(DCD)消息中。当前小区周期性地广播DCD消息，在DCD消息中使用配置变化计数(configuration change count)字段来标识DCD消息的变化，并在其他相关消息中使用“DCD count”来跟踪DCD消息的变化。例如，在下行信道映射(DL-MAP)消息中使用DCD计数(DCD count)来跟踪DCD消息的变化。
目前的方案由于是使用了当前小区对DIUC的定义，为实现宏分集，这就要求位于MBS ZONE中的所有小区使用相同的DIUC定义，也即发射相同的DCD消息，这就要求有一个实体来统一管理各个小区编码调制方式的定义，即DCD消息的定义。
另外，在接收MBS业务的情况下，接收设备需要不断地跟踪DL-MAP消息来跟踪“DCD count”的变化，以此决定是否接收新的DCD消息，即使接收设备处于休眠(SLEEP)状态或空闲(IDLE)状态也是如此，显然这样对功率造成了浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的主要问题在于提供一种实现多播业务宏分集的方法，以利用较少的系统开销为MBS业务提供能够实现宏分集的调制编码方式。
为解决以上问题，本发明的技术方案是这样实现的：
一种实现多播业务宏分集的方法，该方法包括以下步骤：
a1.在组播广播业务区域MBS ZONE中周期性地发送包含MBS ZONE所统一使用的调制和编码方式的相关信息的消息；
b1.移动台MSS接收步骤a1所述消息，根据该消息所包含的调制和编码方式的相关信息解析MBS ZONE中的其他消息，并根据对MBS ZONE中其他消息的解析结果接收MBS业务数据。
所述步骤a1中周期性发送的消息为：在MBS ZONE中增加的MBS下行信道描述MBS-DCD消息。
所述步骤b1中，所述MSS接收步骤a1所述消息包括：确定MBS映射MBS-MAP消息的位置，并根据该MBS-MAP消息接收MBS-DCD消息。
该方法进一步包括：在MBS-MAP消息中增加用于反映步骤a1所述MBS-DCD消息更新的信息元；
步骤b1中，所述MSS接收步骤a1所述消息之前，进一步包括：
b11.判断接收到的MBS-MAP消息所携带的MBS-DCD消息更新信息元是否与自身保留的MBS-DCD消息中的更新信息一致，如果是，则直接根据自身保留的MBS-DCD消息中的调制和编码方式相关信息接收MBSZONE中的其他消息，否则，接收步骤a1发送的、且与MBS-MAP消息所携带的消息更新信息一致的新的MBS-DCD消息。
所述调制和编码方式相关信息为调制和编码方式的定义及索引。
本发明的另一种实现多播业务宏分集的方法，在MBS-MAP消息中增加用于反映步骤a2所述消息更新的信息元，该方法进一步包括以下步骤：
a2.在下行帧中周期性地发送包含下行帧所使用的调制和编码方式的相关信息的消息；
b2.MSS判断接收到的MBS-MAP消息所携带的所述消息更新信息元是否与自身当前保留的消息更新信息一致，如果是，则直接根据自身保留的调制和编码方式相关信息接收MBS ZONE中的其他消息，否则，接收步骤a2中发送的、且与MBS-MAP消息所携带的所述消息更新信息元一致的消息，并根据该消息所包含的调制和编码方式相关信息解析MBS ZONE中的其他消息；
c2.MSS根据对MBS ZONE中其他消息的解析结果接收MBS业务数据。
所述步骤a2中发送的消息为下行信道描述DCD消息。
所述MSS接收步骤a2所述消息包括：确定下行信道映射DL-MAP消息的位置，并根据该DL-MAP消息接收DCD消息。
所述调制和编码方式相关信息为调制和编码方式的定义及索引。
所述周期性是指为保证多个MSS能随时接入BS，及时接收系统参数并获得服务而定的，周期的设定可以与相关的其它系统消息的周期一致。
本发明方案通过在MBS ZONE中增加包含MBS ZONE所使用的调制和编码方式的定义及索引的MBS-DCD消息，并由MSS根据该消息中所包含的所述定义及索引进行下行MBS业务的接收，而所增加的MBS-DCD消息的发射会在MBS-MAP消息中规定，MBS-MAP消息又由MBS Server发送，因此所增加的MBS-DCD消息是由MBS Server在MBS ZONE中进行统一规划，而不需要像现有技术那样引入新的实体来统一定制位于同一MBS ZONE中所有小区的DCD消息。
本发明方案还通过对MBS-MAP消息进行增强，即增加用于反映MBS-DCD消息更新的信息元，由MSS根据该信息元是否与自身当前保留的DCD消息中的相应信息元一致，来判断是否需要接收新的DCD消息，使得MSS不需要一直跟踪DL-MAP消息，只有当检测到MBS-MAP消息的信息元与自身当前所保留的DCD消息中的相应信息元不一致时，才需要进行跟踪，从而实现了处于IDLE模式或SLEEP模式的接收设备无需时时监控当前服务小区的DL-MAP消息，减少了MSS的功率损耗。
本发明方案还通过在MBS ZONE中设置MBS-DCD消息，并对MBS-MAP消息进行增强，不但实现了通过MBS Server来进行MBS ZONE中MBS-DCD消息的统一规划，不需要引入新的实体来统一定制位于同一MBS ZONE中所有小区的DCD消息，而且MSS还通过判断MBS-MAP消息中所增加的、用于反映MBS-DCD消息更新的信息元是否与自身当前保留的MBS-DCD消息中的相应信息元一致，来确定是否需要接收新的MBS-DCD消息，使得MSS不需要一直跟踪DL-MAP消息，只有当检测到MBS-MAP消息的信息元与自身当前所保留的DCD消息中的相应信息元不一致时，才需要进行跟踪，从而实现了处于IDLE模式或SLEEP模式的接收设备无需时时监控当前服务小区的DL-MAP消息，减少了MSS的功率损耗。
附图说明
图1为目前IEEE802.16协议提出的MBS业务的网络结构图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明方案作进一步详细的说明。
本发明的第一个实施例是在MBS ZONE中增加一个MBS-DCD消息，用于定义当前MBS ZONE中所使用的调制编码方式，也即DIUC值。所定义的MBS-DCD消息的结构如表2所示。
Syntax   Size Notes
MBS-DCD_Message_Format(){
  Management Message Type＝？   8bits MBS MAP＝0×05
  Begin PHY Specific Section{ 参见相应的物理层章节(See applicable PHY section)
    for(i＝1；i＜＝n；i++){ 对每个downlink burst profile(For each downlinkburst profile 1 to n)
      下行链路物理信道资源描述(Downlink Burst Profile) 物理层具体规定(PHY specific)
    }
  }
}
表2
其中，Downlink_Burst_Profile的定义参见IEEE802.16-2004的11.4.2节。另外，与所有设置在MBS ZONE中的消息相同，还需要在MBS-MAP消息中规定MBS-DCD消息的发射位置。
通过上述设置，当接收MBS业务的MSS在确定了MBS-MAP消息的位置后，一直跟踪该MBS-MAP消息，直到正确接收到相应的MBS-DCD消息，此后MSS即利用MBS-DCD消息中对DIUC的相关描述来解析MBS ZONE中的其他消息，并根据该解析结果进行下行MBS业务的接收。
本发明的第二个实施例是对现有的MBS-MAP消息进行增强，以使其可以跟踪DCD消息的变化。为此需要在MBS-MAP消息中增加信息元DCDcount，以通过该信息元记录DCD消息的更新。增强后的MBS-MAP消息所包括的信息元如表3所示。
Syntax   Size   Notes
MBS-MAP_Message_Format(){
  Management Message Type＝？   8bits
  DCD count   8bits
  Frame number   24bits   The frame number is identical to theframe number in the DL-MAP
  for(i＝0；i＜n；i++){
    Multicaat CID   12bits   12 LSB of CID for multicast
    DIUC   4bits
    OFDMA Symbol offset   8bits   OFDMA symbol offset with respect tostart of the MBS zone
    Subchannel offset   6bits
    Boosting   3bits   000：normal(not boosted)；001：+6dB；010：-6dB；011：+9dB；100：+3dB；101：-3dB；110：-9dB；111：-12dB；
    No.OFDMA Symbols   7bits
    No.Subchannels   6bits
    Repetition Coding Indication   2bits   0b00-No repetition coding0b01-Repetition coding of 2used0b10-Repetition coding of 4used0b11-Repetition coding of 6used
    Next MBS frame offset   8bits   The Next MBS frame offset value islower 8 bits of the frame number inwhich the BS shall transmit the nextMBS frame.
    Next MBS OFDMA Symbol offset   8bits   The offset of the OFDMA symbol in whichthe next MBS zone starts，measured inOFDMA symbols from the beginning ofthe downlink frame in which theMBS-MAP is transmitted.
  }
  if.(byte boundary){
    Padding Nibble   4bits   Padding to reach byte boundary.
  }
}
表3
这样，当MSS接收到MBS-MAP消息后，检测其中所携带的DCD count是否与自己当前所保留的DCD消息中相应的Configuration Change Count一致，如果一致，则进行正常的接收；否则，MSS将跟踪DCD消息，直到接收到的新DCD消息中所包含的Configuration Change Count与MBS-MAP消息中的DCD count一致。此后，MSS将利用该新DCD消息中关于DIUC的相关描述来解析MBS ZONE中的其他消息，并根据该解析结果进行下行MBS业务的接收。
本发明的第三个实施例首先在MBS ZONE中增加MBS-DCD消息，用以定义当前MBS ZONE中所使用的调制编码方式，也即DIUC值。MBS-DCD消息如表4所示。
Syntax   Size   Notes
DCD_Message_Format(){
  Management Message Type＝？   8bits   MBS MAP＝0×05
  Conflguration Change Count   8bits
  Begin PHY Specific Section{   See applicable PHY section
    for(i＝1；i＜＝n；i++){   For each downlink burst profile 1 to n
      Downlink Burst Profile   PHY specific
    }
  }
}
表4
其中，Downlink_Burst_Profile的定义参见IEEE802.16-2004的11.4.2节。另外，还需要在MBS-MAP消息中规定MBS-DCD消息的发射位置。
还需要对MBS-MAP消息进行增强，以使其可以跟踪MBS-DCD消息的变化。为此，需要在MBS-MAP消息中增加信息元MBS-DCD count，以通过该信息元反映MBS-DCD消息的更新。增强后的MBS-MAP消息如表5所示。
Syntax   Size   Notes
MBS-MAP_Message_Format(){
  Management Message Type＝？   8bits
  MBS-DCD count   8bits
  Frame number   24bits   The frame number is identical to theframe number in the DL-MAP
  for(i＝0；i＜n；i++){
    Multicast CID   12bits   12 LSB of CID for multicast
    DIUC   4bits
      OFDMA Symbol offset   8bits   OFDMA symbol offset with respect tostart of the MBS zone
      Subchannel offset   6bits
      Boosting   3bits   000：normal(not boosted)；001：+6dB；010：-6dB；011：+9dB；100：+3dB；101：-3dB；110：-9dB；111：-12dB；
      No.OFDMA Symbols   7bits
      No.Subchannels   6bits
      Repetition Coding Indication   2bits   0b00-No repetition coding0b01-Repetition coding of 2used0b10-Repetition coding of 4used0b11-Repetition coding of 6used
      Next MBS frame offset   8bits   The Next MBS frame offset value islower 8 bits of the frame number inwhich the BS shall transmit the nextMBS frame.
      Next MBS OFDMA Symbol offset   8bits   The offset of the OFDMA symbol in whichthe next MBS zone starts，measured inOFDMA symbols from the beginning ofthe downlink frame in which theMBS-MAP is transmitted.
    }
    if！(byte boundary){
      Padding Nibble   4bits   Padding  to reach byte boundary.
    }
  }
表5
通过上述设置，当MSS接收到MBS-MAP消息后，首先检测其中所携带的MBS-DCD count是否与自己当前所保留的MBS-DCD消息中的Configuration Change Count一致，如果一致，则进行正常的接收；否则，MSS将持续跟踪MBS-MAP消息，直到接收到的新MBS-DCD消息中包含的Configuration Change Count与MBS-MAP消息中的DCD count一致，此后MSS则利用该MBS-DCD消息中关于DIUC的相关描述来解析MBSZONE中的其他消息，并根据该解析结果进行下行MBS业务的接收。
以上所述仅为本发明方案的较佳实施例，并不用以限定本发明的保护范围。

Claims (9)

1、一种实现多播业务宏分集的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a1.在组播广播业务区域MBS ZONE中周期性地发送包含MBS ZONE所统一使用的调制和编码方式的相关信息的消息；
b1.移动台MSS接收步骤a1所述消息，根据该消息所包含的调制和编码方式的相关信息解析MBS ZONE中的其他消息，并根据对MBS ZONE中其他消息的解析结果接收MBS业务数据。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a1中周期性发送的消息为：在MBS ZONE中增加的MBS下行信道描述MBS-DCD消息。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述步骤b1中，所述MSS接收步骤a1所述消息包括：确定MBS映射MBS-MAP消息的位置，并根据该MBS-MAP消息接收MBS-DCD消息。
4、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：在MBS-MAP消息中增加用于反映步骤a1所述MBS-DCD消息更新的信息元；
步骤b1中，所述MSS接收步骤a1所述消息之前，进一步包括：
b11.判断接收到的MBS-MAP消息所携带的MBS-DCD消息更新信息元是否与自身保留的MBS-DCD消息中的更新信息一致，如果是，则直接根据自身保留的MBS-DCD消息中的调制和编码方式相关信息接收MBS ZONE中的其他消息，否则，接收步骤a1发送的、且与MBS-MAP消息所携带的消息更新信息一致的新的MBS-DCD消息。
5、根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，所述调制和编码方式相关信息为调制和编码方式的定义及索引。
6、一种实现多播业务宏分集的方法，其特征在于，在MBS-MAP消息中增加用于反映步骤a2所述消息更新的信息元，该方法进一步包括以下步骤：
a2.在下行帧中周期性地发送包含下行帧所使用的调制和编码方式的相关信息的消息；
b2.MSS判断接收到的MBS-MAP消息所携带的所述消息更新信息元是否与自身当前保留的消息更新信息一致，如果是，则直接根据自身保留的调制和编码方式相关信息接收MBS ZONE中的其他消息，否则，接收步骤a2中发送的、且与MBS-MAP消息所携带的所述消息更新信息元一致的消息，并根据该消息所包含的调制和编码方式相关信息解析MBS ZONE中的其他消息；
c2.MSS根据对MBS ZONE中其他消息的解析结果接收MBS业务数据。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤a2中发送的消息为下行信道描述DCD消息。
8、根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述MSS接收步骤a2所述消息包括：确定下行信道映射DL-MAP消息的位置，并根据该DL-MAP消息接收DCD消息。
9、根据权利要求6、7或8所述的方法，其特征在于，所述调制和编码方式相关信息为调制和编码方式的定义及索引。
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