本發(fā)明涉及一種適應(yīng)ip網(wǎng)絡(luò)廣播業(yè)務(wù)的lte實(shí)現(xiàn)方法，屬于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在傳統(tǒng)的有線ip網(wǎng)絡(luò)中，在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)ip傳輸業(yè)務(wù)之外，還存在著很多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的ip廣播業(yè)務(wù)，如廣播短消息業(yè)務(wù)、廣播視頻業(yè)務(wù)以及一些行業(yè)特定業(yè)務(wù)等等。這類(lèi)業(yè)務(wù)系統(tǒng)依賴(lài)于ip網(wǎng)絡(luò)的廣播功能，并且已經(jīng)深入到各個(gè)行業(yè)應(yīng)用中。

當(dāng)這類(lèi)業(yè)務(wù)承載在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)之上時(shí)，就需要無(wú)線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)也能支持廣播功能，如wlan由于其來(lái)源于以太網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，因此，它可以幾乎是無(wú)縫地支持ip廣播業(yè)務(wù)。而在電信無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中，由于其屬于電信網(wǎng)路架構(gòu)，因此，需要進(jìn)行特定的系統(tǒng)設(shè)計(jì)才能夠支持ip廣播業(yè)務(wù)。

以lte為例，目前存在兩種廣播支持技術(shù)，一種為embms技術(shù)，是屬于3gpp標(biāo)準(zhǔn)；另一種是b-trunk技術(shù)，屬于中國(guó)推出的一種無(wú)線寬帶集群技術(shù)。這兩種技術(shù)都可以很好地支持廣播業(yè)務(wù)，前一種技術(shù)側(cè)重多媒體播放，后一種側(cè)重于集群功能，這兩種技術(shù)作為傳輸平臺(tái)，提供了功能強(qiáng)大的業(yè)務(wù)接口，可以適應(yīng)多種多樣的業(yè)務(wù)需求。

embms技術(shù)和b-trunk技術(shù)雖然能夠滿(mǎn)足ip廣播業(yè)務(wù)需求，但同時(shí)也存在的幾個(gè)問(wèn)題，影響了這兩種技術(shù)的實(shí)際使用效果。

（1）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜：由于兩種技術(shù)都是以能全面覆蓋相關(guān)應(yīng)用需求同時(shí)功能實(shí)體模塊化清晰為目標(biāo)，因此，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相比于滿(mǎn)足單呼需求的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)要復(fù)雜很多，功能實(shí)體也多很多。

（2）業(yè)務(wù)流程復(fù)雜：與以太網(wǎng)或者wlan網(wǎng)絡(luò)不同，上述兩種技術(shù)在進(jìn)行廣播業(yè)務(wù)之前，需要進(jìn)行通道建立過(guò)程，業(yè)務(wù)結(jié)束之后，還需要進(jìn)行通道刪除過(guò)程，這些過(guò)程會(huì)映射為s1接口、uu接口以及核心網(wǎng)與業(yè)務(wù)管理接口之間的一系列消息處理和流程執(zhí)行。

（3）技術(shù)成熟度不足：眾所周知，lte網(wǎng)絡(luò)目前主要的運(yùn)營(yíng)方為各大運(yùn)營(yíng)商，其主要應(yīng)用在民用的電話及上網(wǎng)業(yè)務(wù)，不涉及廣播多播業(yè)務(wù)，如embms所服務(wù)的多媒體電視頻道服務(wù)或者b-trunk的集群業(yè)務(wù)，因此，盡管embms是3gpp規(guī)定的技術(shù)方案，但多數(shù)設(shè)備商和芯片商并沒(méi)有提供相關(guān)服務(wù)，即使少量有支持也沒(méi)有經(jīng)過(guò)實(shí)際商用，非常不成熟，而b-trunk作為一種剛剛誕生的技術(shù)方案，很多廠家都還沒(méi)有加入或者剛剛加入研發(fā)行列中，距離成熟還有想當(dāng)長(zhǎng)的距離。

同時(shí)由于技術(shù)方案的復(fù)雜性，整個(gè)開(kāi)發(fā)、驗(yàn)證、使用的各個(gè)過(guò)程都會(huì)非常曲折，實(shí)現(xiàn)難度還是非常大的。

(4)與業(yè)務(wù)系統(tǒng)銜接差：在專(zhuān)網(wǎng)行業(yè)中，業(yè)務(wù)系統(tǒng)往往已經(jīng)存在并運(yùn)行了很長(zhǎng)時(shí)間，其與整個(gè)網(wǎng)絡(luò)以及其它系統(tǒng)之間已經(jīng)很好地融合。在embms和b-trunk技術(shù)中，需要先經(jīng)過(guò)其自身的業(yè)務(wù)實(shí)體才能接入，如b-trunk中的調(diào)度臺(tái)或者embms中的bm-sc，這種新的結(jié)合往往需要對(duì)原有業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行修改和調(diào)整，而且這種調(diào)整往往是牽一發(fā)而動(dòng)全身，一方面會(huì)帶來(lái)業(yè)務(wù)系統(tǒng)修改的工作量，另一方面對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也會(huì)帶來(lái)影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是：在embms和b-trunk成熟應(yīng)用之前，本發(fā)明提出一種簡(jiǎn)單可行的支持ip廣播業(yè)務(wù)的方法，該方法在小規(guī)模專(zhuān)網(wǎng)中可以很好地支持ip廣播業(yè)務(wù)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案：

一種適應(yīng)ip網(wǎng)絡(luò)廣播業(yè)務(wù)的lte實(shí)現(xiàn)方法，包括如下步驟:

(1)核心網(wǎng)xgw根據(jù)廣播配置接收從sgi接口到達(dá)的ip廣播包，之后通過(guò)s1接口將ip廣播包封裝為gtp-u包發(fā)送到相關(guān)基站enb；

(2)基站enb接收xgw下發(fā)的包含ip廣播包的gtp-u數(shù)據(jù)包，并新增加一廣播信道，在進(jìn)行加擾處理后將ip廣播包通過(guò)空口廣播給各個(gè)用戶(hù)ue；

(3)ue進(jìn)行解擾處理并完成對(duì)ip廣播包的接收。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種適應(yīng)ip網(wǎng)絡(luò)廣播業(yè)務(wù)的lte實(shí)現(xiàn)方法，在步驟(1)前，包括一預(yù)配置過(guò)程：

xgw預(yù)先配置期望接收的廣播域，以及期望接收該廣播域的enb列表；

enb預(yù)先配置支持ip廣播包發(fā)送功能，并通過(guò)uu口的系統(tǒng)信息廣播進(jìn)行通知。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種適應(yīng)ip網(wǎng)絡(luò)廣播業(yè)務(wù)的lte實(shí)現(xiàn)方法，步驟（1）中，xgw對(duì)廣播數(shù)據(jù)接收和發(fā)送過(guò)程如下：

xgw接收到ip廣播包后進(jìn)行過(guò)濾，判斷該ip廣播包是否與xgw內(nèi)預(yù)配置的廣播域一致：如果一致，則將該廣播包接收下來(lái)，查找關(guān)注該廣播域的enb列表；否則，丟棄該廣播包；

對(duì)于要發(fā)送的廣播包，則xgw封裝s1-u口廣播專(zhuān)用的gtp-u包，通過(guò)單播的方式發(fā)送到屬于該廣播域的各個(gè)enb。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種適應(yīng)ip網(wǎng)絡(luò)廣播業(yè)務(wù)的lte實(shí)現(xiàn)方法，步驟（2）中，enb對(duì)廣播數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送過(guò)程如下：

enb開(kāi)啟其自身的ip廣播包接收專(zhuān)用的gtp-u通道，接收xgw下發(fā)的包含ip廣播包的gtp-u數(shù)據(jù)包；

如果基站支持ip廣播包發(fā)送功能，則遞交給層二處理，否則丟棄；

層二的pdcp、rlc、mac各層都建立一個(gè)支持ip廣播包的實(shí)體，對(duì)于進(jìn)入層二的下行ip廣播包進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理，然后由mac指示給物理層進(jìn)行空口發(fā)送。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種適應(yīng)ip網(wǎng)絡(luò)廣播業(yè)務(wù)的lte實(shí)現(xiàn)方法，對(duì)于進(jìn)入層二的下行ip廣播包進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理，具體包括：

新增tmtch邏輯信道，且tmtch邏輯信道映射到dl-sch傳輸信道，進(jìn)而映射到pdsch物理信道；其中，tmtch不與其它邏輯信道復(fù)用，也不支持harq過(guò)程；

規(guī)劃fff0為tm-rnti，用于加擾調(diào)度ip廣播業(yè)務(wù)的dci；

承載廣播業(yè)務(wù)時(shí)，rlc采用um模式10bitsn長(zhǎng)pdu封裝，pdcp使用12bitsn長(zhǎng)的數(shù)據(jù)pdu封裝。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種適應(yīng)ip網(wǎng)絡(luò)廣播業(yè)務(wù)的lte實(shí)現(xiàn)方法，步驟（3）中，ue對(duì)廣播數(shù)據(jù)的接收過(guò)程如下：

ue根據(jù)其自身能力確定是否接收tm-rnti加擾的物理下行控制信道pdcch，如果支持，則其不論在連接態(tài)還是空閑態(tài)都監(jiān)聽(tīng)tm-rnti加擾的pdcch，否則不監(jiān)聽(tīng)；

ue解擾tm-rnti加擾的pdcch成功，并根據(jù)pdcch指示接收解碼對(duì)應(yīng)的物理下行共享信道pdsch，然后遞交給層二處理；

層二建立相應(yīng)的支持ip廣播包接收的實(shí)體，進(jìn)行相關(guān)的協(xié)議處理，最終將ip廣播包遞交給網(wǎng)絡(luò)附屬存儲(chǔ)nas層；

nas層將ip廣播包直接向上層遞交，從而完成ip廣播包的接收。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種適應(yīng)ip網(wǎng)絡(luò)廣播業(yè)務(wù)的lte實(shí)現(xiàn)方法，在uu接口物理層配置解碼tm-rnti使用dci格式1a，以使得ue解擾tm-rnti加擾的pdcch；dci1a位于公共搜索空間，搜索空間位置使用原有計(jì)算方法。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種適應(yīng)ip網(wǎng)絡(luò)廣播業(yè)務(wù)的lte實(shí)現(xiàn)方法，xgw與enb之間的s1-u口gtp-u通道是在配置了廣播域之后自動(dòng)建立的，不需要進(jìn)行信令交互過(guò)程。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種適應(yīng)ip網(wǎng)絡(luò)廣播業(yè)務(wù)的lte實(shí)現(xiàn)方法，為了基站在s1-u接口上能區(qū)分出是ip廣播包，需要將xgw下發(fā)給enb的下行廣播包的gtp-u頭中的4個(gè)字節(jié)的隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)teid設(shè)置為特殊值。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的一種適應(yīng)ip網(wǎng)絡(luò)廣播業(yè)務(wù)的lte實(shí)現(xiàn)方法，gtp-u頭中的4個(gè)字節(jié)的teid約定為全1，也即四字節(jié)數(shù)0xffffffff。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：

1、可以繼續(xù)運(yùn)行在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中，只需要對(duì)相關(guān)網(wǎng)元的功能進(jìn)行一定的調(diào)整；

2、本方案對(duì)現(xiàn)有協(xié)議調(diào)整比較少，技術(shù)實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)便；

3、可以很好地兼容原有基于有線ip網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)的ip廣播業(yè)務(wù)系統(tǒng)，不需要增加額外接口，也不需要增加相關(guān)的信令交互過(guò)程。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的實(shí)施流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明：

首先，對(duì)本發(fā)明所涉及的英文縮寫(xiě)含義進(jìn)行解釋?zhuān)?/p>

bm-sc（broadcastmulticastservicecenter，廣播組播業(yè)務(wù)中心）；b-trunk（broadbandtrunkingcommunication，寬帶集群通信）；dl-sch（downlinksharechannel，下行共享信道）；dci（downlinkcontrolinformation，下行控制信息）；embms（evolvedmultimediabroadcastmulticastservice，增強(qiáng)型廣播多播業(yè)務(wù)）；enb（evolvednodeb，演進(jìn)型nodeb）；gtp-u（gprstunnellingprotocolfortheuserplane，gprs隧道協(xié)議用戶(hù)面）；harq（hybridautomaticrepeatrequest，混合自動(dòng)重傳請(qǐng)求）；lte（longtermevolution，長(zhǎng)期演進(jìn)系統(tǒng)）；mac（mediumaccesscontrol，媒體接入控制）；nas（non-accessstratum，非接入層）；pdcch（physicaldownlinkcontrolchannel，物理下行控制信道）；pdcp（packetdataconvergenceprotocol，分組數(shù)據(jù)匯聚協(xié)議）；pdsch（physicaldownlinksharedchannel，物理下行共享信道）；pdu（protocoldataunit，協(xié)議數(shù)據(jù)單元）；p-gw（packetdatanetworkgateway，分組數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)）；rlc（radiolinkcontrol，無(wú)線鏈路控制層協(xié)議）；rrc（radioresourcecontrol，無(wú)線資源控制）；rrc_idle（空閑態(tài)）；rrc_connected（連接態(tài)）；sn（sequencenumber，序列號(hào)）；s-gw（servinggateway，服務(wù)網(wǎng)關(guān)）；tmtch（templemulticasttrafficchannel，臨時(shí)多播業(yè)務(wù)信道）；tm-rnti（臨時(shí)多播rnti）；ue（userequipment，用戶(hù)終端）；um（unacknowledgedmode，非確認(rèn)模式）；xgw表示s-gw與p-gw合一。

本發(fā)明的主要思想是，核心網(wǎng)根據(jù)廣播配置接收從sgi接口接到達(dá)的廣播包，之后通過(guò)s1口將廣播包封裝為gtp-u包發(fā)送到相關(guān)基站，然后基站通過(guò)新增加的廣播信道tmtch通過(guò)空口廣播給各個(gè)ue。

為了實(shí)現(xiàn)該項(xiàng)功能，需要修改以下幾部分：

一、接口修改

1、sgi接口：標(biāo)準(zhǔn)sgi口不接收業(yè)務(wù)ip廣播包，本發(fā)明需要sgi口能夠?qū)⑺P(guān)心的ip廣播包接收下來(lái)。

2、s1-u接口：為了基站在s1-u接口上能區(qū)分出是ip廣播包，需要將下行的gtp-u頭中的4個(gè)字節(jié)的teid（tunnelendpointidentifier，隧道端點(diǎn)標(biāo)識(shí)）設(shè)置為特殊值。本發(fā)明中做如下定義：xgw下發(fā)給enb的下行廣播包，其gtp-u頭中的teid約定為全1，也即四字節(jié)數(shù)0xffffffff。

3、uu接口：

（1）層二：

新增tmtch邏輯信道，且tmtch邏輯信道映射到dl-sch傳輸信道，進(jìn)而映射到pdsch物理信道。

規(guī)劃fff0為tm-rnti，用于加擾調(diào)度ip廣播業(yè)務(wù)的dci。

承載廣播業(yè)務(wù)時(shí)，rlc采用um模式10bitsn長(zhǎng)pdu封裝，pdcp使用12bitsn長(zhǎng)的數(shù)據(jù)pdu封裝。

tmtch不與其它邏輯信道復(fù)用，也不支持harq過(guò)程。

（2）物理層：

配置解碼tm-rnti使用dci格式1a；

解碼tm-rnti的dci1a位于公共搜索空間，搜索空間位置使用原有計(jì)算方法，nrnti取tm-rnti。

（3）rrc層：

ue在rrc_idle狀態(tài)和rrc_connected狀態(tài)下均監(jiān)聽(tīng)ip廣播業(yè)務(wù)；

系統(tǒng)信息廣播中增加可選字段，指示當(dāng)前小區(qū)是否支持ip廣播業(yè)務(wù)。

二、網(wǎng)元功能修改

1、xgw對(duì)廣播數(shù)據(jù)接收和發(fā)送；

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，在xgw內(nèi)部配置所關(guān)注的廣播域，以及屬于該廣播域的各個(gè)基站。xgw接收到ip廣播包后進(jìn)行過(guò)濾，如果是屬于預(yù)先配置的廣播域的廣播包，則將該廣播包接收下來(lái)。

對(duì)于s1-u口的發(fā)送，xgw會(huì)封裝s1-u口廣播專(zhuān)用的gtp-u包，通過(guò)單播的方式發(fā)送到屬于該廣播域的各個(gè)enb。xgw與enb之間的s1-u口gtp-u通道是在配置了廣播域之后自動(dòng)建立的，不需要進(jìn)行信令交互過(guò)程。

2、enb廣播數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送；

enb根據(jù)規(guī)劃確定是否需要支持ip廣播包發(fā)送，如果支持，則需要通過(guò)uu口的系統(tǒng)信息廣播進(jìn)行通知。

在支持ip廣播包發(fā)送的情況下，enb的gtp-u默認(rèn)開(kāi)啟ip廣播包接收通道，以便接收xgw下發(fā)的包含ip廣播包的gtp-u數(shù)據(jù)包。

同時(shí)，在支持ip廣播包發(fā)送的情況下的情況下，層二的pdcp、rlc、mac各層都會(huì)建立一個(gè)支持ip廣播包的實(shí)體，對(duì)于進(jìn)入層二的下行ip廣播包按照對(duì)于uu接口中的描述進(jìn)行對(duì)應(yīng)的處理，然后由mac指示給物理層進(jìn)行空口發(fā)送。

三、ue對(duì)廣播數(shù)據(jù)的接收

ue支持解碼包含是否支持ip廣播包指示字段的系統(tǒng)信息廣播消息。如果ue支持接收ip廣播包，則ue不論在連接態(tài)還是空閑態(tài)都會(huì)監(jiān)聽(tīng)tm-rnti的pdcch，解擾tm-rnti的pdcch成功后，根據(jù)pdcch指示接收pdsch。

ue層二也會(huì)建立相應(yīng)的支持ip廣播包接收的實(shí)體，進(jìn)行相關(guān)的協(xié)議處理，最終將ip廣播包遞交給nas層，nas層將ip廣播包直接向上層遞交，從而完成ip廣播包的接收。

如圖1所示，本發(fā)明的實(shí)施流程包括兩部分：

一、預(yù)配置過(guò)程：

核心網(wǎng)xgw預(yù)先配置期望接收的ip廣播域，如網(wǎng)段配置為192.168.21.255，掩碼配置為255.255.255.0；

核心網(wǎng)xgw預(yù)先配置期望接收該廣播域的enb列表；

基站enb預(yù)先配置是否支持ip廣播包發(fā)送功能；

二、數(shù)據(jù)處理過(guò)程：

（1）核心網(wǎng)xgw處理過(guò)程

xgw接收到ip廣播包；

判斷該ip廣播包是否與xgw內(nèi)預(yù)配置的廣播域一致；

如果一致，則查找關(guān)注該廣播域的基站列表，否則丟棄該包；

對(duì)于要發(fā)送的廣播包，xgw以單播方式向各個(gè)基站通過(guò)相應(yīng)的ip廣播包專(zhuān)用的gtp-u通道發(fā)送數(shù)據(jù)備份。

（2）基站enb處理過(guò)程

enb通過(guò)其自身的ip廣播包接收專(zhuān)用的gtp-u通道接收到xgw下發(fā)的數(shù)據(jù)包；

如果基站支持ip廣播包，則遞交給層二處理，否則丟棄；

層二按照規(guī)定的方式進(jìn)行封裝處理，并交由物理層通過(guò)tm-rnti加擾發(fā)送；

（3）用戶(hù)ue處理過(guò)程

ue根據(jù)其自身能力確定是否接收tm-rnti加擾的pdcch，如果不支持，則其不監(jiān)聽(tīng)tm-rnti加擾的pdcch，否則監(jiān)聽(tīng)；

ue解擾tm-rnti加擾的pdcch成功，并接收解碼對(duì)應(yīng)的pdsch，并遞交給層二處理；

層二按照規(guī)定的方式進(jìn)行解包處理，并遞交給nas層；

nas層將接收到的ip廣播包遞交給高層；

（4）接收數(shù)據(jù)處理結(jié)束。

以上所述僅是本發(fā)明的部分實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。