在3GPPR6版本中定義的MBMS(MultimediaBroadcast Multicast Services) 是指無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中一個(gè)數(shù)據(jù)源向多個(gè)用戶(hù)發(fā)送數(shù)據(jù)的點(diǎn)到多點(diǎn)（p-t-m）業(yè)務(wù)，可以在不改變網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享。除了共享移動(dòng)核心網(wǎng)和接入網(wǎng)資源，MBMS還可以共享更為緊張的空中接口資源以提高無(wú)線資源的利用率。MBMS的優(yōu)勢(shì)在于不僅能實(shí)現(xiàn)純文本低速率的消息類(lèi)組播和廣播，還能實(shí)現(xiàn)高速率多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的組播和廣播。

TD-MBMS的系統(tǒng)構(gòu)架

TD-MBMS的實(shí)現(xiàn)方式如圖1所示，主要是在原有TD-SCDMA/WCDMA分組域的基礎(chǔ)上，增加新的功能實(shí)體（BM-SC，廣播組播業(yè)務(wù)中心），通過(guò)這些新的功能實(shí)體，添加TD-MBMS的功能，并且定義新的邏輯共享信道來(lái)實(shí)現(xiàn)空口資源的共享。從圖1的TD-MBMS的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架中，我們可以看到基本的業(yè)務(wù)流程：內(nèi)容提供商提供廣播電視內(nèi)容，經(jīng)過(guò)BM-SC將傳輸流轉(zhuǎn)發(fā)給3G核心網(wǎng)，并進(jìn)一步轉(zhuǎn)發(fā)給UTRAN，通過(guò)Uu口發(fā)送給UE。

圖1 MBMS系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)示意圖

圖2顯示的是TD-MBMS的網(wǎng)絡(luò)參考模型和接口概況，其中需要注意的是，MBMS承載業(yè)務(wù)的邊緣為Gmb、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和Gi），Gmb接口提供控制面功能，Gi接口為用戶(hù)面承載功能。

GGSN與BM-SC之間的信令交換在Gmb參考點(diǎn)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)MBMS的控制面包括以下信令。

圖2 MBMS網(wǎng)絡(luò)參考模型及接口

MBMS承載業(yè)務(wù)相關(guān)的信令

●GGSN建立MBMS的承載上下文并在BM-SC注冊(cè)。

●GGSN或者BM-SC釋放MBMS承載上下文，GGSN在BM-SC注銷(xiāo)。

●BM-SC向GGSN通知會(huì)話開(kāi)始和結(jié)束。

用戶(hù)相關(guān)的信令

●BM-SC批準(zhǔn)用戶(hù)在GGSN的入組業(yè)務(wù)激活請(qǐng)求。

●GGSN向BM-SC報(bào)告用戶(hù)的入組激活，允許BM-SC與SGSN和GGSN中的MBMSUE上下文同步。

●GGSN向BM-SC報(bào)告用戶(hù)的釋放和去附著，保證BM-SC中的上下文同步。

當(dāng)用戶(hù)業(yè)務(wù)結(jié)束時(shí)，BM-SC發(fā)起承載業(yè)務(wù)去激活流程。

BM-SC功能描述

TD-MBMS的系統(tǒng)構(gòu)架和以往構(gòu)架不同的是多出了一個(gè)功能實(shí)體BM-SC，所以有必要對(duì)BM-SC的功能加以特別的描述。

BM-SC作為內(nèi)容提供商進(jìn)行MBMS傳送的接入點(diǎn)，用來(lái)在PLMN范圍內(nèi)批準(zhǔn)和發(fā)起MBMS承載業(yè)務(wù)。BM-SC作為一個(gè)功能實(shí)體，所有的MBMS業(yè)務(wù)都必須通過(guò)該實(shí)體來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖3所示，BM-SC包括了5個(gè)子功能模塊：成員功能、會(huì)話和傳送功能、代理和傳輸功能、業(yè)務(wù)發(fā)布功能和安全功能。各子模塊所實(shí)現(xiàn)的主要功能描述如下。

圖3 BM-SC 功能結(jié)構(gòu)

成員功能

BM-SC成員功能能提供對(duì)UE發(fā)出請(qǐng)求激活MBMS業(yè)務(wù)的授權(quán)，成員功能可擁有MBMS業(yè)務(wù)用戶(hù)的簽約信息。成員功能可以為MBMS業(yè)務(wù)用戶(hù)生成計(jì)費(fèi)記錄。成員功能是MBMS承載業(yè)務(wù)層的一項(xiàng)功能，同時(shí)也可提供用戶(hù)業(yè)務(wù)層的功能，如成員管理、密鑰管理等。在這種情況下，它具有Gi接口。

會(huì)話和傳送功能

BM-SC的會(huì)話和傳送功能使得BM-SC能夠調(diào)度MBMS的會(huì)話傳送，此功能為每一次MBMS會(huì)話標(biāo)注會(huì)話標(biāo)識(shí)，該會(huì)話標(biāo)識(shí)通常為2～3個(gè)字節(jié)，既可以通過(guò)內(nèi)容的應(yīng)用層傳輸，也可以通過(guò)短格式（比如最低位字節(jié)）的MBMS會(huì)話開(kāi)始請(qǐng)求消息傳送到RNC/BSC。UE在進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)內(nèi)容修補(bǔ)時(shí)，可利用完整的MBMS會(huì)話標(biāo)識(shí)來(lái)區(qū)分MBMS會(huì)話。

BM-SC會(huì)話和傳送功能還能夠向GGSN提供傳輸相關(guān)的參數(shù)，如服務(wù)質(zhì)量和MBMS服務(wù)區(qū)等；能夠在MBMS數(shù)據(jù)傳送之前和之后發(fā)起和終止MBMS承載資源；BM-SC會(huì)話和傳送功能也能夠使用恰當(dāng)?shù)牟铄e(cuò)控制機(jī)制來(lái)進(jìn)行編碼糾錯(cuò)。

代理和傳輸功能

BM-SC代理和傳輸功能是一項(xiàng)MBMS承載業(yè)務(wù)功能，它能夠基于內(nèi)容提供商傳送的數(shù)據(jù)生成計(jì)費(fèi)記錄，并將內(nèi)容提供商的名字在會(huì)話開(kāi)始階段通過(guò)Gmb接口提供給BM-SC代理和傳輸功能。同時(shí)，從MBMS會(huì)話和傳送功能向GGSN發(fā)送MBMS數(shù)據(jù)時(shí)，BM-SC代理和傳輸功能作為中間件使用。代理和傳輸功能可進(jìn)一步細(xì)分為管理控制平面（Gmb）的代理功能和管理組播負(fù)載的傳輸功能。

業(yè)務(wù)發(fā)布功能

BM-SC業(yè)務(wù)發(fā)布功能是用戶(hù)業(yè)務(wù)層功能，它能為組播和廣播用戶(hù)提供業(yè)務(wù)的發(fā)布能力，并能向UE提供媒體描述信息（如視頻類(lèi)型、音頻編碼等）。

安全功能

MBMS用戶(hù)業(yè)務(wù)可使用安全功能進(jìn)行用戶(hù)數(shù)據(jù)完整性和私密性保護(hù)。MBMS安全功能用于向已授權(quán)用戶(hù)分發(fā)MBMS密鑰（密鑰分發(fā)功能）。

TD-MBMS關(guān)鍵技術(shù)

宏分集技術(shù)

TD-MBMS系統(tǒng)支持兩種宏分集方案。方案一是對(duì)于內(nèi)容相同的MBMS業(yè)務(wù)，采用同頻點(diǎn)、同時(shí)隙、同碼道、同步發(fā)送相同內(nèi)容，而且使用相同的Midamble碼和擾碼；方案二是對(duì)于內(nèi)容相同的MBMS業(yè)務(wù)，采用同頻點(diǎn)、同時(shí)隙、同碼道、同步發(fā)送相同內(nèi)容，但是采用各小區(qū)原有的擾碼和Midamble碼。

在傳輸廣播業(yè)務(wù)的時(shí)隙采用單頻網(wǎng)配置的情況下，多個(gè)相鄰的小區(qū)采用統(tǒng)一的擾碼(包括Midamble碼)，就可以保證各個(gè)小區(qū)發(fā)射的信號(hào)完全相同，UE只需將多個(gè)小區(qū)發(fā)射的信號(hào)當(dāng)成多徑處理，可以非常簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)UTN宏分集。

在這種情況下，當(dāng)在多個(gè)小區(qū)中傳輸廣播業(yè)務(wù)時(shí)，RNC為多個(gè)小區(qū)統(tǒng)一分配廣播業(yè)務(wù)資源，并指定該廣播業(yè)務(wù)使用的擾碼和Midamble碼，通過(guò)信令告知各NodeB和UE；各小區(qū)使用這些特定碼來(lái)形成廣播業(yè)務(wù)突發(fā)，并在相同的時(shí)頻資源上進(jìn)行傳輸；UE在相應(yīng)資源位置接收到多個(gè)小區(qū)同時(shí)傳輸?shù)南嗤话l(fā)，之后采用指定的Midamble碼進(jìn)行聯(lián)合信道估計(jì)，采用指定的擾碼對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾，這樣就可解調(diào)出所要的廣播業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。

在傳輸廣播業(yè)務(wù)的時(shí)隙采用現(xiàn)有的同頻網(wǎng)配置的情況下，擾碼和Midamble碼仍舊基于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)配置。聯(lián)合檢測(cè)的宏分集技術(shù)充分利用廣播業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，通過(guò)RNC統(tǒng)一控制，保證相鄰基站在相同的時(shí)間通過(guò)相同傳輸資源發(fā)送相同的廣播數(shù)據(jù)，終端在接收信號(hào)的時(shí)候，可以采用宏分集的聯(lián)合檢測(cè)算法，將鄰小區(qū)信號(hào)作為有用信號(hào)而不是干擾，通過(guò)物理層合并的方式，大大改善接收可靠性。

宏分集的聯(lián)合檢測(cè)算法根據(jù)對(duì)各同頻相鄰小區(qū)的測(cè)量，選取進(jìn)行宏分集合并的相鄰小區(qū)；獲取本小區(qū)及選取的相鄰小區(qū)的廣播/組播信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行多小區(qū)聯(lián)合信道估計(jì)，得到本小區(qū)及所述相鄰小區(qū)的聯(lián)合信道響應(yīng)結(jié)果；根據(jù)各小區(qū)的信道響應(yīng)結(jié)果分別計(jì)算各小區(qū)的傳輸矩陣并合并，利用合并后傳輸矩陣進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)，獲得檢測(cè)數(shù)據(jù)?；蛘呦葘?duì)計(jì)算后得到的各小區(qū)的傳輸矩陣分別進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)，然后對(duì)檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行分集合并，獲得檢測(cè)數(shù)據(jù)。利用這種算法，可以大大提高同頻廣播業(yè)務(wù)的接收性能。

隨機(jī)相位偏轉(zhuǎn)

由于在現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)中，UE從多個(gè)小區(qū)接收的信號(hào)進(jìn)行疊加后可能產(chǎn)生深衰落現(xiàn)象，這會(huì)使得功率疊加增益降低。因此，為了提高小區(qū)的MBMS服務(wù)質(zhì)量，考慮對(duì)多個(gè)小區(qū)的發(fā)送端分別引入不同的隨機(jī)相位旋轉(zhuǎn)，改善信道特性，使其產(chǎn)生深衰落的地理位置隨機(jī)變化，避免了某些地理位置上的用戶(hù)始終處于深衰落狀態(tài)。由于人為改變信道特性?xún)H僅是針對(duì)基站設(shè)備軟件的更改，對(duì)終端設(shè)備無(wú)任何影響。

支持靈活的配置

TD-MBMS支持靈活的廣播區(qū)域配置，可以針對(duì)時(shí)隙配置不同大小的廣播區(qū)域，比如需要在足球賽開(kāi)戰(zhàn)之前在足球賽場(chǎng)及周邊區(qū)域廣播本次比賽雙方隊(duì)員的基本資料時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可以在這片區(qū)域內(nèi)選取某個(gè)頻點(diǎn)上的某個(gè)時(shí)隙組成一個(gè)UTN網(wǎng)絡(luò)，來(lái)傳輸這個(gè)業(yè)務(wù)。

該系統(tǒng)還支持靈活的資源分配，針對(duì)比較固定的業(yè)務(wù)，如電視頻道，可以采用靜態(tài)的資源分配方式，在小區(qū)建立時(shí)配置好相應(yīng)資源；對(duì)于隨機(jī)性的業(yè)務(wù)，可以在業(yè)務(wù)發(fā)起前分配資源，業(yè)務(wù)結(jié)束后進(jìn)行釋放，這樣可以充分利用系統(tǒng)資源。

Iub口傳輸共享

傳統(tǒng)的TD-SCDMA基站中的不同小區(qū)，即使傳送相同的MBMS業(yè)務(wù)也需要建立和使用不同的傳輸承載，這對(duì)TD-SCDMA基站和基站控制器(RNC)之間的Iub接口資源造成很大的浪費(fèi)。通過(guò)對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的Iub接口進(jìn)行升級(jí)，在同一個(gè)NodeB下的多個(gè)小區(qū)同時(shí)傳輸相同MBMS業(yè)務(wù)的情況下，可以實(shí)現(xiàn)FACH信道承載共享，這樣可以大大節(jié)省Iub接口的傳輸資源。

采用以上關(guān)鍵技術(shù)，結(jié)合TD-SCDMA原有特點(diǎn)，使得TD-MBMS具備如下技術(shù)特點(diǎn)。

(1)作為同步系統(tǒng)可以方便地實(shí)現(xiàn)SFN宏分集；

(2)通過(guò)時(shí)分方式傳輸業(yè)務(wù)，更利于終端省電；

(3)采用簡(jiǎn)化的傳輸過(guò)程，降低了系統(tǒng)和終端的處理復(fù)雜性；

(4)靈活的資源配置能有效利用無(wú)線資源；

(5)支持Iub接口承載共享，提高了傳輸效率。