MBMS－移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的廣播(組播)電視業(yè)務(wù)

2006/06/05

　　許多移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在2004年推出了移動(dòng)電視業(yè)務(wù)，使用者可以通過(guò)他們的手機(jī)終端觀看電視節(jié)目。目前是通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的移動(dòng)流媒體技術(shù)來(lái)提供移動(dòng)電視業(yè)務(wù)的。然而，由于類似移動(dòng)電視這種“多媒體”業(yè)務(wù)即將大規(guī)模地爆發(fā)應(yīng)用，因此需要采用新的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)如廣播和組播。

　　在這篇文章中，作者介紹了在3GPP和3GPP2中最新關(guān)于移動(dòng)廣播和組播業(yè)務(wù)的概況。同時(shí)，也將最新的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)無(wú)線傳輸與傳統(tǒng)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線傳輸?shù)男阅苓M(jìn)行了比較。

概念介紹

　　電話、短信、流媒體點(diǎn)播和下載都是基于點(diǎn)對(duì)點(diǎn) (PTP) 通信技術(shù)的業(yè)務(wù)。無(wú)論是雙向視頻電話，或者是流媒體點(diǎn)播和下載的會(huì)話期間，都是屬于客戶端/服務(wù)器的架構(gòu)。

　　從另一方面來(lái)看，廣播和組播是一樣的，都是數(shù)據(jù)包從同一源頭傳送到多個(gè)目的地址的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)（PTM）通信。 “廣播”主要應(yīng)用于傳送內(nèi)容給所有用戶的服務(wù)。 大家熟悉的例子是電臺(tái)廣播和電視服務(wù)，它們通過(guò)空中（或人造衛(wèi)星）或有線網(wǎng)絡(luò)傳播。而“組播”主要應(yīng)用于單獨(dú)傳送內(nèi)容給已經(jīng)加入了組播組用戶的服務(wù)。通常，組播組是一組對(duì)某種內(nèi)容感興趣的用戶。 例如運(yùn)動(dòng)，新聞，卡通諸如此類。 組播網(wǎng)絡(luò)具有能夠有效確定內(nèi)容被單獨(dú)地分發(fā)到屬于相應(yīng)的組播組服務(wù)的接收者。 因此，組播是一個(gè)對(duì)傳送服務(wù)給較大用戶群的有效率方法。組播是最早應(yīng)用于Internet。 今天，它被應(yīng)用于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的視頻分發(fā)服務(wù)。

　　兩年前，3GPP和3GPP2開(kāi)始在GSM/WCDMA和CDMA2000網(wǎng)絡(luò)上設(shè)計(jì)廣播/組播服務(wù)。在3GPP中，該項(xiàng)目被叫做多媒體廣播和組播服務(wù)(MBMS)。在3GPP2中則被稱為廣播和組播服務(wù)(BCMCS)。在2004年，移動(dòng)廣播服務(wù)的多種規(guī)范被功能性地凍結(jié)。由于3GPP MBMS和3GPP2 BCMCS有許多共同點(diǎn)，因此，以下文章我們只會(huì)討論它們兩者之間的區(qū)別。另外，移動(dòng)廣播MBMS和BCMCS也同時(shí)支持組播。

　　盡管MBMS和BCMCS能夠有效地支持移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的廣播和組播傳輸，OMA BCAST組織還是繼續(xù)致力于制定應(yīng)用在移動(dòng)或非移動(dòng)數(shù)字廣播網(wǎng)絡(luò)中廣播/組播相關(guān)的服務(wù)層功能規(guī)范。例如， OMA BCAST組織提出了內(nèi)容保護(hù)、服務(wù)、程序指南和傳輸計(jì)劃，它在潛在的廣播/組播的發(fā)布計(jì)劃中是不明顯的，適用于MBMS、BCMCS或像DVB-H這種的非移動(dòng)數(shù)字廣播系統(tǒng)。

　　MBMS和BCMCS分別只介紹了現(xiàn)存廣播和核心網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的微小變化。同樣適用于OMA BCAST中特殊的廣播/組播服務(wù)層功能。它降低了在終端和網(wǎng)絡(luò)上應(yīng)用的成本，也使移動(dòng)廣播技術(shù)比非移動(dòng)廣播技術(shù)（如DVB-H）相對(duì)便宜些， 因?yàn)榉且苿?dòng)廣播技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)設(shè)置中需要新的接收硬件和額外的投資。移動(dòng)廣播的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商可以保留原有的商業(yè)模式。 例如移動(dòng)的手機(jī)電視這樣的現(xiàn)有服務(wù)，將會(huì)從移動(dòng)廣播技術(shù)的大力推廣中受益匪淺。某些移動(dòng)廣播同樣將會(huì)刺激新的，移動(dòng)大眾傳媒服務(wù)的發(fā)展。而且，運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)一個(gè)共同的業(yè)務(wù)和網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)框架在有效的成本模式中，為移動(dòng)用戶提供一個(gè)完整的三維視頻播放服務(wù)，包括技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)和電視。

多媒體廣播/組播的需要

　　許多最近新推出的移動(dòng)多媒體業(yè)務(wù)與傳統(tǒng)的廣播業(yè)務(wù)非常相似。如廣播和電視，就是將內(nèi)容整合成信道并發(fā)送給定制用戶。

　　在日本，很多手機(jī)用戶訂制了KDDI的EZC信道多媒體業(yè)務(wù)，他們的手機(jī)就會(huì)接收到不同類型的節(jié)目?jī)?nèi)容。在歐洲，很多運(yùn)營(yíng)商推出了通過(guò)MMS來(lái)發(fā)送比賽集錦視頻短片的體育信息業(yè)務(wù)。在其他地區(qū)，Vodafone(德國(guó)和荷蘭) ，TIM (意大利和希臘)，Three (意大利和瑞典) 和Sprint (美國(guó))都分別推出了移動(dòng)電視服務(wù)。在一些情況下，手機(jī)用戶通過(guò)特定的電視節(jié)目制作程序，從已有的電視信道中截取節(jié)目?jī)?nèi)容。

　　目前，移動(dòng)的電視服務(wù)是通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接的流媒體技術(shù)進(jìn)行傳送的。 因此，當(dāng)一個(gè)內(nèi)容服務(wù)器同時(shí)將內(nèi)容傳送給多個(gè)用戶時(shí)必須為每個(gè)用戶都建立和保持一個(gè)獨(dú)立分開(kāi)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈接。 這種方式對(duì)于少數(shù)到中等數(shù)量的用戶而言是有效的，但當(dāng)用戶數(shù)量大量增加時(shí)服務(wù)器系統(tǒng)會(huì)難以支撐。

　　設(shè)想一下，如果“移動(dòng)的音樂(lè)盒”業(yè)務(wù)在用戶的電話中同時(shí)列出前10首最流行的音樂(lè)，有 50,000個(gè)用戶使用服務(wù)而每一個(gè)用戶的平均無(wú)線連接接速度是128kbps，假設(shè)每個(gè)音樂(lè)文件的大小大約3MB，每次進(jìn)入排行榜的音樂(lè)條目都必須發(fā)送給50,000個(gè)用戶，假設(shè)內(nèi)容服務(wù)器每次只能夠處理 1,000個(gè)并發(fā)連接，那么，一共需要用多于兩個(gè)半小時(shí)去傳送一個(gè)音樂(lè)剪輯給所有用戶。在這期間,服務(wù)器會(huì)不斷地產(chǎn)生128Mbps的輸出信息量。對(duì)于每一個(gè)營(yíng)運(yùn)商來(lái)說(shuō)，50,000個(gè)用戶只是一個(gè)很小的數(shù)目。

　　下一個(gè)需要考慮的問(wèn)題是象移動(dòng)電視這種實(shí)時(shí)服務(wù)所消耗的帶寬容量。在這種情況下，連載服務(wù) (如上所述) 是用不到的。換言之，一個(gè) 50,000個(gè)訂戶的移動(dòng)電視服務(wù)需要一個(gè)可以同時(shí)處理50,000個(gè)鏈接。盡管這在技術(shù)上可能是很節(jié)約的。但是，當(dāng)很多訂戶同時(shí)使用它的話，會(huì)產(chǎn)生巨大的吞吐量。

　　因?yàn)轭l譜是一種有限和昂貴的資源，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，特別是移動(dòng)鏈接，當(dāng)同一個(gè)服務(wù)器的眾多接收者使用同一個(gè)鏈接的時(shí)候，極易造成瓶頸現(xiàn)象。例如，設(shè)想球迷們用他們的移動(dòng)電話來(lái)同步收聽(tīng)足球比賽，他們通常采用的方式是用收音機(jī)。這種情況下如果不禁止的話，使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)技術(shù)的移動(dòng)通訊服務(wù)效率將會(huì)非常低。因此，采用支持點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的廣播/組播技術(shù)將更加有效。

移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中的MBMS和BCMCS

MBMS 和BCMCS為移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)增加了以下特點(diǎn)： 　　另外, MBMS 和BCMC為分發(fā)多媒體數(shù)據(jù)定義了協(xié)議和媒體編碼器。少數(shù)的協(xié)議和非媒體解碼器是新的特點(diǎn)。取而代之,它們更像在線需求流動(dòng)和其他服務(wù)器共同分享。


　　圖1指出了在3GPP結(jié)構(gòu)中受MBMS影響的節(jié)點(diǎn)。同時(shí)也突出了新的BM-SC，它負(fù)責(zé)提供和發(fā)送移動(dòng)廣播服務(wù)。 BM-SC服務(wù)器是一個(gè)希望使用MBMS來(lái)進(jìn)行內(nèi)容傳送服務(wù)的入口，它建立和控制MBMS到移動(dòng)核心網(wǎng)絡(luò)的連接，同時(shí)安排和釋放MBMS的傳送。BM-SC也提供服務(wù)通告給終端用戶。這些通告包含一個(gè)終端需要使用MBMS服務(wù)所需要的信息 (例如組播服務(wù)標(biāo)識(shí)符，IP組播地址，傳送時(shí)間，多媒體描述等等)。BM-SC能夠用于對(duì)內(nèi)容提供者的信息傳送產(chǎn)生費(fèi)用記錄，同時(shí)也可以管理3GPP為組播節(jié)點(diǎn)定義的的安全功能。

　　由于MBMS標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有定義BM-SC的功能如何實(shí)現(xiàn)，因此廠家可以將它們部署到不同的節(jié)點(diǎn)，還可以將它們集成到現(xiàn)有的核心和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

　　在核心網(wǎng)絡(luò)，MBMS和BCMCS增加了創(chuàng)造和管理廣播和組播信息分支所需要的功能和協(xié)議信息。

　　MBMS的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是能夠使運(yùn)營(yíng)商在非常精確的地理位置上定義廣播和組播服務(wù)，基本上可以精確到一個(gè)無(wú)線信元的位置，這些地理位置可以配置成MBMS服務(wù)區(qū)域。核心網(wǎng)絡(luò)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)下游節(jié)點(diǎn)的列表來(lái)決定哪里需要傳送MBMS服務(wù)數(shù)據(jù)。在GGSN（Gateway GSN）層，該列表包含了SGSN（Serving GSN）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方向。 在SGSN層，該列表包含了WCDMA地面無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)的RNC（Radio Network Controller）節(jié)點(diǎn)，或GSM無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)BSC（Base Station Controller）節(jié)點(diǎn)都需要接收數(shù)據(jù)。對(duì)于在組播接點(diǎn)展開(kāi)的服務(wù)，核心網(wǎng)絡(luò)通過(guò)追蹤用戶當(dāng)前注冊(cè)的服務(wù)來(lái)管理一個(gè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分發(fā)樹(shù)，并通過(guò)IP組播的方式來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)MBMS數(shù)據(jù)給服務(wù)于注冊(cè)用戶的下游節(jié)點(diǎn)。



　　以下例子描述了通過(guò)移動(dòng)廣播來(lái)開(kāi)展流媒體服務(wù)的性能。圖2描述了當(dāng)多個(gè)移動(dòng)電視用戶通過(guò)單播的方式來(lái)同時(shí)觀看三個(gè)不同信道的情景。在這情況下，每個(gè)用戶都需要與服務(wù)器建立一條獨(dú)立的流媒體鏈接，服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載則與用戶數(shù)量成正比。在這個(gè)例子中，由于有10個(gè)移動(dòng)電視用戶，流媒體服務(wù)器必須處理10個(gè)流媒體鏈接。隨著用戶數(shù)量的不斷增加，服務(wù)器負(fù)載將不斷增加，同時(shí)核心網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的均會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)流量。



　　圖3描述了通過(guò)MBMS來(lái)提供移動(dòng)電視服務(wù)的相同情形。服務(wù)器對(duì)每個(gè)信道只需要傳送一條流媒體連接到MBMS BM-SC。在有需要的時(shí)候，在核心和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)流只有在需要的時(shí)候才被復(fù)制。在這個(gè)例子中,流媒體服務(wù)器只需要處理三個(gè)并發(fā)流媒體鏈接，因此，在最末端的無(wú)線節(jié)點(diǎn)使用三個(gè)并發(fā)傳輸會(huì)話就取代了原來(lái)的六個(gè)獨(dú)立單播連接。注:：雖然例子是用于3GPP MBMS，它也適用於3GPP2 BCMCS。

　　此外，MBMS和BCMCS除了支持流媒體發(fā)送之外，MBMS也支持下載。MBMS下載可以應(yīng)用于有效地將文件從一個(gè)地點(diǎn)發(fā)送給多個(gè)接收者。MMS服務(wù)如果使用這個(gè)功能上獲得很大的收益 (例如提供精彩體育視頻短片的傳送服務(wù)) ，而目前的MMS服務(wù)是使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的技術(shù)進(jìn)行發(fā)送的。將來(lái)，MMS子系統(tǒng)可以很方便地與BM-SC進(jìn)行對(duì)接，從而使用MSMS下載來(lái)進(jìn)行短片的發(fā)送。相對(duì)于MBMS而言，BMSCS并沒(méi)有定義相關(guān)的協(xié)議來(lái)明確地支持文件下載服務(wù)
。

　　通過(guò)MBMS的廣播/組播器來(lái)進(jìn)行文件的傳送需要特別的注意。由于MBMS的廣播和組播屬于單向傳輸技術(shù)，因此不能使用需要雙向單播連接的TCP協(xié)議。然而，IETF為文件傳送提出了一個(gè)叫FLUTE（File Deliver over Undirectional Transport）的框架，F(xiàn)LUTE使用了在傳輸層以下的UDP協(xié)議。然而，由于UDP是不可靠的，F(xiàn)LUTE同時(shí)使用了前向糾錯(cuò)（FEC）框架來(lái)防止突發(fā)性的數(shù)據(jù)包丟失。但是，即使使用了FLUTE也不能保證經(jīng)常出現(xiàn)的無(wú)錯(cuò)誤遞送，于是MBMS也提出了一個(gè)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的文件修復(fù)程序，該程序會(huì)在文件進(jìn)行了廣播或組播后執(zhí)行。在此其間，接收者可以連接到文件修復(fù)服務(wù)器并請(qǐng)求數(shù)據(jù)。因此，MBMS總是能夠保證可靠的文件傳送。

典型的MBMS工作流程

　　圖4展現(xiàn)了一個(gè)典型MBMS工作流程的多層參考模型。BCMCS的解決方案也是十分相似的,但是為了簡(jiǎn)單只是用MBMS命名。

　　一開(kāi)始，特定的MBMS服務(wù)信息被發(fā)送到提供服務(wù)的服務(wù)器，這些信息一般作為服務(wù)通告。服務(wù)通告提供服務(wù)信息和終端的訪問(wèn)方法。發(fā)送MBMS服務(wù)通告給終端用戶的方式有很多種，最簡(jiǎn)單的方法就是是將它們儲(chǔ)存在一個(gè)WEB服務(wù)器，通過(guò)HTTP或WAP的方式進(jìn)行下載。同時(shí)也可以通過(guò)現(xiàn)有的機(jī)制將服務(wù)通告發(fā)送到終端，如SMS或MMS，或者通過(guò)特定的MBMS服務(wù)通告信道來(lái)進(jìn)行發(fā)送。

　　用戶訂購(gòu)服務(wù)通告的服務(wù)后所發(fā)生的事情取決于該服務(wù)是廣播或組播服務(wù)。廣播服務(wù)不需更多的操作，終端根據(jù)服務(wù)通告的參數(shù)可以很簡(jiǎn)單地切換到相關(guān)信道。如果是組播服務(wù)，必須根據(jù)服務(wù)通告的參數(shù)向網(wǎng)絡(luò)發(fā)起一個(gè)加入會(huì)話請(qǐng)求，用戶終端就變成了MBMS服務(wù)組的一個(gè)成員，來(lái)接收服務(wù)發(fā)送的數(shù)據(jù)。

　　在傳輸開(kāi)始之前，BM-SC一定要向在核心網(wǎng)絡(luò)的GGSN發(fā)送一個(gè)會(huì)話開(kāi)始請(qǐng)求。GGSN在內(nèi)部分配請(qǐng)求和把該請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)給相關(guān)的SGSNs。 SGSNs依次序地請(qǐng)求能夠保證服務(wù)質(zhì)量(QOS)的無(wú)線資源的位置，最后，與該MBMS服務(wù)組相關(guān)的終端會(huì)被通知開(kāi)始傳送內(nèi)容。

　　服務(wù)器開(kāi)始傳送多媒體數(shù)據(jù)給BMSC，該BMSC轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)給MBMS運(yùn)送者。數(shù)據(jù)被傳送給參與MBMS會(huì)話的所有終端。

　　最后，服務(wù)器發(fā)送一個(gè)會(huì)話結(jié)束的通告表示數(shù)據(jù)傳輸完畢。

想離開(kāi)MBMS組播服務(wù)的終端用戶發(fā)送一個(gè)“服務(wù)離開(kāi)”的請(qǐng)求給網(wǎng)絡(luò), 網(wǎng)絡(luò)就會(huì)將使用者從相應(yīng)的MBMS服務(wù)組中脫離開(kāi)來(lái)。


無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的廣播和組播傳輸

　　伴隨著MBMS和BCMCS提出，專門(mén)針對(duì)GSM，WCDMA和CDMA2000的廣播和組播傳輸協(xié)議已經(jīng)開(kāi)發(fā)完成。而且，廣播和組播無(wú)線傳輸必須同時(shí)服務(wù)于大量的用戶，雙向的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信技術(shù)無(wú)法滿足對(duì)帶寬和容量要求越來(lái)越高的移動(dòng)視頻服務(wù)。換句話說(shuō)，目前的帶寬狀況不適用于用戶在有限帶寬下所需要的服務(wù)，而新的無(wú)線傳輸技術(shù)將能夠滿足覆蓋全部地區(qū)并且無(wú)論帶寬狀況如何的用戶需求。

GSM的廣播和組播無(wú)線傳輸

　　在GSM系統(tǒng)中，MBMS使用GPRS和EDGE模塊和編碼機(jī)制（CS1-4和MCS1-9）。MBMS同樣也使用GPRS和EDGE的PDCH（Packet Data Channel）進(jìn)行點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸，RLC/MAC（Radio Link Control/Medium Access Control）協(xié)議在第二層。作為對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸，MBMS也支持多時(shí)槽操作。

　　既然這樣一來(lái)，每個(gè)MBMS會(huì)話可以使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的四個(gè)時(shí)槽。

　　早期的模擬實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明一個(gè)直接轉(zhuǎn)發(fā)的MBMS傳輸性能是不令人滿意的。因此，為了增加性能，引入了以下兩個(gè)措施：

　　帶自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(ARQ)功能的RLC/ MAC--也稱PDAN（Packet Downlink Ack/Nack）模式。 在這個(gè)模式中，信元的會(huì)話反饋將達(dá)到16次之多，這樣，終端沒(méi)有正確接收到的RCL數(shù)據(jù)塊將通過(guò)MBMS無(wú)線傳輸進(jìn)行重新廣播，達(dá)到冗余的目的。

　　不帶自動(dòng)重復(fù)請(qǐng)求(ARQ)功能的RLC/ MAC。在這個(gè)模式中，RLC數(shù)據(jù)塊將會(huì)按照預(yù)先設(shè)定重傳次數(shù)進(jìn)行重新傳送。

　　圖5比較了不同數(shù)量的用戶在盲目重傳和PDAN模式下的不同。為了方便比較，假設(shè)每個(gè)基站都具有相同的C/I（Carrier-to-Interface）速率。實(shí)際上不同基站的C/I速率并不相同，因?yàn)榛镜姆植急榧霸谡麄�(gè)信元中。注意：這個(gè)例子采用MCS-6 EDGE編碼機(jī)制，如果采用GPRS編碼機(jī)制的話結(jié)果結(jié)果只有一半的吞吐量。

　　通過(guò)防真測(cè)試表明，在用戶集中的區(qū)域下進(jìn)行速度為40kbps的視頻廣播，在PDAN模式中需要二到四個(gè)時(shí)槽的EDGE信道來(lái)編碼，而盲目重傳模式則需要四個(gè)時(shí)槽的EDGE信道來(lái)編碼。 注意：一個(gè)規(guī)則的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)EDGE信道能夠使用兩個(gè)時(shí)槽進(jìn)行相同速率的編碼，但是只有對(duì)一個(gè)使用者。對(duì)三個(gè)使用者,別需要六個(gè)時(shí)間點(diǎn)。四個(gè)使用者需要八個(gè)時(shí)間點(diǎn)，等等。 因此,如果有兩個(gè)使用者在通電話，MBMS點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)負(fù)載器就象一個(gè)規(guī)則的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接一樣有效率。和隨著使用者的增加變得更加有效率。

　　MBMS 終端機(jī)將會(huì)或許被建立在已有的升級(jí)的軟件的EDGE硬件來(lái)支持MBMS發(fā)信號(hào)程序。

　　在GSM中，MBMS移動(dòng)負(fù)載器能籍由GPRS/EDGE數(shù)據(jù)流程被多重發(fā)送--甚至在相同的時(shí)間點(diǎn)上。一個(gè)配置情節(jié)可能要刺激 MBMS密集的EDGE被配置的地區(qū)。在沒(méi)有EDGE的區(qū)域， MBMS能夠通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的GPRS被提供另外一個(gè)配置情節(jié)可能需要調(diào)整在功能性的水平中。例如，用MBMS廣播開(kāi)始和增加MBMS多點(diǎn)廣播。這會(huì)在沒(méi)有用戶要求服務(wù)的情況下節(jié)省電池的容量。


WCDMA的廣播和組播無(wú)線傳輸

　　在WCDMA中，MBMS利用現(xiàn)有的邏輯和物理信道來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展。事實(shí)上，在WCDMA上實(shí)現(xiàn)只需要三個(gè)新的邏輯信道和一個(gè)新的物理信道，三個(gè)新的邏輯信道分別是：
　　在WCDMA網(wǎng)絡(luò)中，MCCH、MSCH和MTCH重復(fù)使用轉(zhuǎn)發(fā)接入信道 (FACH) 和公共控制物理信道(S-CCPCH)來(lái)進(jìn)行傳輸，RLC和MAC層重復(fù)使用已有的協(xié)議盞。

　　在MSMS中MTC使用兩種交叉深度 (TTI)：40和80ms。一個(gè)長(zhǎng)交叉深度（TTI）的選擇經(jīng)通過(guò)逐漸消失的多樣性傳播用戶數(shù)據(jù)。這就是，依次序，產(chǎn)生改良的MBMS能力。

　　在3GPP Rel-6中，MBMS介紹了一些為那實(shí)際的MTCH分層堆積的能力加強(qiáng)。它們之中的其中一個(gè)，軟件與FACH聯(lián)合，尤其值得注目。圖6顯示從軟件聯(lián)合得到的增益。與單獨(dú)的移動(dòng)連接相較，兩個(gè)移動(dòng)連接軟件聯(lián)合增益達(dá)到大約4.6dB；三個(gè)移動(dòng)連接軟件聯(lián)合增益達(dá)到大約6.5dB。

　　在WCDMA網(wǎng)絡(luò)中，MBMS的一個(gè)重要的特性就是其建設(shè)成本并不依賴于信元的用戶數(shù)量。

　　很顯然，在相同的信元里提供MBMS服務(wù)，MBMS在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈接上具有很大的優(yōu)勢(shì)。在一個(gè)信元里只有少數(shù)MBMS用戶的時(shí)候，用戶之間使用點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈接更加有效率。當(dāng)MBMS點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸變得比多個(gè)獨(dú)立的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸更有效率的時(shí)候需要考慮更多的結(jié)果。交叉點(diǎn)依靠仿真來(lái)計(jì)算出來(lái)， 包括點(diǎn)對(duì)點(diǎn)和點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)功能層。有趣的是，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)表明交叉點(diǎn)只有一兩個(gè)用戶。為了提供完全的彈性，一個(gè)計(jì)算程序被介紹在標(biāo)準(zhǔn)方面使網(wǎng)絡(luò)能夠保持對(duì)MBMS使用者在一個(gè)電話中的數(shù)量追蹤。因此幫助網(wǎng)絡(luò)決定使用哪一個(gè)負(fù)載器。

　　由于采用了WCDMA MBMS技術(shù)（3GPP REL-6），一個(gè)5Mhz的載波單元可以承載16個(gè)64kbps的點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)MBMS信道。如圖6所看到的是一個(gè)帶天線信號(hào)接收終端。終端的執(zhí)行選項(xiàng)包括雙天線接收和高級(jí)接收技術(shù)，例如一般的搜索接收器 (G-RAKE)，將會(huì)極大地增加載波單元的總?cè)萘�。直接轉(zhuǎn)發(fā)的雙天線接收可以使WCDMA MBMS容量增加1倍，每個(gè)載波單元可以達(dá)到32個(gè)信道。附加沖突介紹附加的沖突壓力技術(shù)的引入，例如G-RAKE，將會(huì)進(jìn)一步改良能力，對(duì)可能或超過(guò)40個(gè)信道，符合于2.5Mbps的能力和超過(guò)的總的載波能力。

　　MBMS的一個(gè)重要特性就是是靈活性，MBMS可以被設(shè)定為信元運(yùn)送者的其中一部分，剩下的部分用于其他服務(wù)，如一般的語(yǔ)音和數(shù)據(jù)服務(wù)。MBMS部分包含可變數(shù)量的MBMS無(wú)線傳輸，每個(gè)無(wú)線傳輸可以提供不同的速率。雖然MBMS支持的用戶接入速率可達(dá)到256kbps，鑒于目前移動(dòng)終端的屏幕大小和解像度，64kbps速率一般用于新聞?lì)l道應(yīng)用和128kbps速率一般用于體育頻道應(yīng)用。


CDMA2000和廣播和組播無(wú)線傳輸

　　與WCDMA非常相似，CDMA2000使用現(xiàn)有IS-2000(1x)IS -856(1xEV-DO)定義的物理信道。為了彌補(bǔ)在點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信上缺乏無(wú)線重傳協(xié)議的不足（沒(méi)有PDAN），一項(xiàng)附加的糾錯(cuò)編碼層被引入到在現(xiàn)有的傳輸之上。MBMS相比，這個(gè)編碼被放置在無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)里，使編碼和接收者之間進(jìn)行合適的通信。這個(gè)編碼是一個(gè)制定現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)和編碼類型（Tourbo編碼）及規(guī)定一個(gè)每節(jié)8位字節(jié)的Reed-Solomon編碼矩陣排列，在這個(gè)矩陣的構(gòu)成中有k排數(shù)據(jù)。 Reed-Solomon編碼包括并增加了n-k 排數(shù)據(jù)。所有的n排數(shù)據(jù)通過(guò)Tourbo編碼的方式把有關(guān)內(nèi)容譯成電碼并發(fā)送到空間傳送給那些聯(lián)合使用BCMCS信號(hào)的用戶。

　　標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有指定最小或最大的終端能力。目前，已經(jīng)商用的1xEV-DO網(wǎng)絡(luò)中的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)信息交換下行速度可達(dá)到2.4Mbps。然而，這種速率并不能在信元的邊緣得到保證，但作為廣播服務(wù)，必須使包括信元邊緣用戶在內(nèi)的所有用戶的服務(wù)能夠得到保證。而且，該速率1xEV-DO的總帶寬，因此就沒(méi)有足夠的能力滿足點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的無(wú)線傳輸。更多的復(fù)雜的新的編碼系列和復(fù)雜的資料流媒體處理（media players）會(huì)更進(jìn)一步降低傳輸?shù)乃俣�。給了這些限制，BCMCS 終端機(jī)使用者控制比率將可能與在WCDMA中的MBMS相似。

　　1xEV-DO促進(jìn)了當(dāng)前的服務(wù)，那就是說(shuō)，BCMCS能與其它點(diǎn)對(duì)點(diǎn)數(shù)據(jù)通信相混合，包括將來(lái)的VoIP應(yīng)用。
在移動(dòng)系統(tǒng)中，由于相鄰近的單元會(huì)產(chǎn)生不同信號(hào)相互干擾，必須抑制以避免沖突。由于廣播服務(wù)傳輸相同的內(nèi)容，意味著沒(méi)有必要抑制鄰近單元的信號(hào)。由此看來(lái)，一項(xiàng)新的1xEV-DO廣播和組播無(wú)線傳輸技術(shù)已經(jīng)就緒。一個(gè)建議就是，在DVB中開(kāi)始使用基於OFDM的相同技術(shù)；另一個(gè)建議就是，在現(xiàn)有的CDMA網(wǎng)絡(luò)中開(kāi)展更強(qiáng)大的接收服務(wù)。由于這些信道都會(huì)向后兼容當(dāng)前的信道，因此，使用BCMCS的運(yùn)營(yíng)商可以選擇現(xiàn)有的信道、新的信道，或兩者都選擇(消耗較多的帶寬)。

總結(jié)

　　如果廣播類的服務(wù)需要進(jìn)行大規(guī)模的市場(chǎng)推廣，必須通過(guò)3GPP MBMS、3GPP2 BCMCS來(lái)規(guī)范移動(dòng)廣播/組播能力，并且由OMA來(lái)制定相關(guān)的廣播/組播服務(wù)層功能規(guī)范。

　　由于MBMS和BCMCS都使用很多目前現(xiàn)有的無(wú)線和核心網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，因此降低了終端和網(wǎng)絡(luò)的實(shí)現(xiàn)成本，而移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商也可以保留原有的商業(yè)模式。由于信元的體積非常小，移動(dòng)廣播網(wǎng)絡(luò)能夠非常容易地實(shí)現(xiàn)將用戶定制的內(nèi)容發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的不同區(qū)域。 總體而言，移動(dòng)廣播網(wǎng)絡(luò)相對(duì)與非移動(dòng)廣播網(wǎng)絡(luò)（例如DVB-H）來(lái)說(shuō)有幾個(gè)優(yōu)勢(shì)，非移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)需要更新終端、增加額外的網(wǎng)絡(luò)投資和需要建立嶄新的商業(yè)模式。

　　MBMS和BCMCS的引入將會(huì)極大地推進(jìn)已現(xiàn)有服務(wù)的能力。例如，WCDAM網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)信元可以提供2.5M的帶寬，同時(shí)提供多個(gè)64kbps的新聞信道128kbps的體育信道。這提高的能力將會(huì)刺激新的，移動(dòng)電話，大眾傳媒服務(wù)的發(fā)展。因?yàn)橐苿?dòng)無(wú)線服務(wù)能夠與已存在的移動(dòng)服務(wù)多重存在。例如語(yǔ)音和數(shù)據(jù)，交互式的視頻廣播服務(wù)將會(huì)成為一種全新的服務(wù)。

　　在2005年4月，愛(ài)立信公司（Ericsson）首次展示了真正的交互式移動(dòng)電視服務(wù)。 在Milia電視和廣播盛會(huì)，Ericsson展現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)有的交互電視格式能被傳送到有多媒體功能的移動(dòng)電話上。觀眾可以與移動(dòng)電視節(jié)目進(jìn)行交互活動(dòng)，只需要按電話的回復(fù)鍵就可以發(fā)送投票或問(wèn)候(SMS-tp-TV或MMS-to-TV)。

　　移動(dòng)廣播可以使運(yùn)營(yíng)商通過(guò)普通服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為用戶提供電話、Internet和移動(dòng)電視服務(wù)。

附表，術(shù)語(yǔ)與縮略詞

3GPP 第三代合作協(xié)議
3GPP2 第三代合作協(xié)議2
ARQ 自動(dòng)重新請(qǐng)求協(xié)議
BCMCS 廣播組播業(yè)務(wù)
BM-SC 廣播組播業(yè)務(wù)中心
CBS 小區(qū)廣播業(yè)務(wù)
C/I 載波干擾比（載干比）
DAB 數(shù)字音頻廣播
DVB 數(shù)字視頻廣播
DVB-H 手持式數(shù)字視頻廣播
EDGE 基于GSM（制式進(jìn)化的）增強(qiáng)數(shù)據(jù)速率（技術(shù)）
FACH 前向接入信道
FEC 前向糾錯(cuò)
FLUTE 單向傳輸上的文件傳遞
GERAN GSM/EDGE無(wú)線接入網(wǎng)
GGSN GSN網(wǎng)關(guān)
GPRS 通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)
G-RAKE 廣義耙式接收器
GSM 全球移動(dòng)通信
GSN GPRS支持節(jié)點(diǎn)
HTTP 超文本傳輸協(xié)議
IETF 網(wǎng)絡(luò)工程任務(wù)組
IP 互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議
MAC 媒體接入控制
MBMS 多媒體廣播/組播業(yè)務(wù)
MCCH MBM點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)控制信道
MICH MBM通知指令信道
MMS 彩信業(yè)務(wù)
MSCH MBMS一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)調(diào)度信道
MTCH MBMS一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)傳輸信道
OFDM 正交頻道復(fù)用
OMA 開(kāi)放移動(dòng)聯(lián)盟
OMA BCAST 致力于“瀏覽器和內(nèi)容”移動(dòng)廣播業(yè)務(wù)OMA分支機(jī)構(gòu)
PDAN ACK/NACK下行數(shù)據(jù)包
PDCH 數(shù)據(jù)包控制
PTM 一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)
PTP 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)
RLC 無(wú)線鏈接控制
RNC 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)控制器
S-CCPCH 第二公共控制物理信道
SGSM GSN業(yè)務(wù)
SMS 短信業(yè)務(wù)
TCP 傳輸控制協(xié)議

　　資料: “ Mobile broadcast/multicast in mobile networks ”
　　by Martin Bakhuizen and Uwe Horn

　　翻譯：廣州富年電子科技有限公司 姚薇 校對(duì)：潘永強(qiáng)

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