圖1 MBMS的系統(tǒng)架構(gòu)

 
 

中心（BM-SC）被定義用以提供MBMS業(yè)務(wù)內(nèi)容；Gmb接口提供控制面功能，Gi接口提供用戶面功能；授權(quán)用戶的MBMS業(yè)務(wù),　MBMS承載的聲明、發(fā)起和終止、數(shù)據(jù)傳送以及其它如業(yè)務(wù)參數(shù)和MBMS業(yè)務(wù)時間定義等。3GPP協(xié)議中在UTRAN側(cè)增加了一個功能實體MAC-m來實現(xiàn)MBMS的用戶面和控制面?zhèn)鬏擺2],圖2中顯示了在原有的MAC-c/sh基礎(chǔ)上增加了MAC-m的MAC-c/sh/m的架構(gòu)和功能模塊.
 

 
圖2 UTRAN側(cè)包含MAC-m 和MAC-c/sh架構(gòu)
 
從圖中可以看出，為實現(xiàn)MBMS功能，增強(qiáng)的MAC-c/sh/m中包含下面的模塊：
Scheduling/Buffing/Priority Handling:
用以根據(jù)高層的需求，管理MBMS和　non-MBMS的公共傳輸資源
TCTF MUX:在MAC頭里插入TCTF域，處理
邏輯信道和傳輸信道之間的映射
Addition of MBMS-ID:對p-t-m 類型的邏輯信道，在MAC頭中加入MBMS-ID域以區(qū)分不同的MBMS業(yè)務(wù)
TFC selection:為公共傳輸信道FACH選擇　傳輸格式組合(TFC)
 
對MBMS業(yè)務(wù)，BCCH的SIB5/5bis中會加入邏輯信道MCCH的配置信息, 使UE通過讀取系統(tǒng)消息，可以監(jiān)控MCCH,獲取MBMS業(yè)務(wù)相關(guān)的信息；MSCH用于發(fā)送MTCH的調(diào)度信息；MCCH和 MSCH映射到FACH傳輸信道和 SCCPCH物理信道；MTCH用于傳送MBMS業(yè)務(wù)信息，為區(qū)分不同的MBMS業(yè)務(wù)，在MAC頭中加上MBMS-ID, 并映射到特定的FACH信道上，F(xiàn)ACH再映射到SCCPCH物理信道上發(fā)送到空口。同時UTRAN側(cè)的MBMS通知指示信道(MICH)，針對每個MBMS業(yè)務(wù)的UE發(fā)送廣播尋呼指示，通知UE接收UTRAN發(fā)送的MBMS數(shù)據(jù)。UE根據(jù)這些信息就可以從SCCPCH上獲取MTCH承載的MBMS業(yè)務(wù)信息。
這種MBMS實現(xiàn)方法的缺點是其設(shè)計還是基于常用的公共信道業(yè)務(wù)處理方式，無法利用HSDPA的高速下行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，碼道的資源利用率低，因此目前MBMS業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)速率相對都比較低。
 

3、UTRAN側(cè)HSDPA 的架構(gòu)和功能模塊介紹

經(jīng)過系統(tǒng)設(shè)計，研發(fā)和測試，鼎橋通信公司已經(jīng)在LCR3.0版本中順利完成多載HSDPA

圖3 NodeB側(cè)的HSDPA系統(tǒng)設(shè)計方案結(jié)構(gòu)
 

HSDPA的功能支持，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，即將交由客戶使用。圖3中顯示了HSDPA的架構(gòu)和功能模塊框圖，下面簡要介紹一下鼎橋通信公司的HSDPA系統(tǒng)的實現(xiàn)和功能模塊，詳細(xì)介紹可以參見[3]：
一個新的實體MAC-hs被增加用以完成HSDPA的功能。HS-PDSCH物理信道和HS-DSCH傳輸信道被定義用于承載用戶數(shù)據(jù)；HS-SCCH/HS-SICH發(fā)送控制信息和獲取UE反饋信息。在小區(qū)建立以后，NBAP信令物理共享鏈路重配置用以建立HSDPA資源池，包括HS-PDSCH、HS-SCCH/HS-SICH的碼道和功率等配置參數(shù)。資源池配置完成后，具有HSDPA業(yè)務(wù)能力的UE就可以接入進(jìn)行HSDPA業(yè)務(wù)。 HS-DSCH FP數(shù)據(jù)幀攜帶的數(shù)據(jù)被按照MAC-d flow的定義放入相應(yīng)的PQ中；MAC-hs中的調(diào)度模塊Scheduler根據(jù)相應(yīng)的調(diào)度算法完成HSDPA UE的調(diào)度，完成PQ中的MAC-d PDU到MAC-hs PUD 的組裝，HARQ進(jìn)程處理，分配無線資源等；通過HS-SCCH發(fā)送控制信息給UE,并根據(jù)UE在HS-SICH信道上的反饋信息，進(jìn)行用戶間調(diào)度和用戶內(nèi)的相應(yīng)TBA、HARQ進(jìn)程等相關(guān)處理；并通過相應(yīng)算法和RNC交互完成Iub口流控處理。由于采用快速調(diào)度、高階調(diào)制、快速鏈路自適應(yīng)編碼和快速混合自動重傳請求，HSDPA系統(tǒng)容量幾乎是通常采用DCH 和DPCH承載的PS業(yè)務(wù)的兩倍。極大地提高了無線資源的利用率。
 

4、HSDPA + MBMS的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計和功能分析

根據(jù)上述分析，基于3GPP協(xié)議中有關(guān)MBMS的需求和鼎橋通信公司的HSDPA實現(xiàn)，提出了TD-SCDMA基站中基于HSDPA承載方式的MBMS系統(tǒng)設(shè)計方案。圖4中列出了UTRAN側(cè)支持MBMS和HSDPA的MAC結(jié)構(gòu)，不需要很大修改MAC的架構(gòu)就可以實現(xiàn)基于HSDPA 承載的MBMS的功能支持。
從圖中可以看出，MAC-m處于CRNC中，所增加的功能實體用于支持MBMS業(yè)務(wù)；MAC-hs用于完成HSDPA的功能。由MAC-c/sh 對MAC-hs進(jìn)行配置以實現(xiàn)HSDPA（或在MAC-c/sh不存在的情況下由MAC-d完成對MAC-hs的配置）的基礎(chǔ)上，修改MAC-m和MAC-hs之間的接口，把MBMS的配置通知MAC-hs；MSCH和MTCH上的內(nèi)容通過MAC-m和MAC-hs之間的接口發(fā)送到MAC-hs中,并在Mac-hs中增加MSCH和MTCH的處理功能,完成MAC-hs用HSDPA的調(diào)度方式實現(xiàn)對MBMS業(yè)務(wù)的控制面配置和用戶面承載。下面詳細(xì)介紹一下HSDPA+MBMS的功能架構(gòu)和功能模塊、配置、控制面信息處理、用戶面數(shù)據(jù)承載和MBMS業(yè)務(wù)調(diào)度處理流程。

4.1  MBMS新增信道的映射和信息內(nèi)容

新增的MCCH邏輯信道采用映射到FACH傳輸信道方式;該FACH隸屬公共的non-MBMS的SCCPCH。承載MCCH的RB信息和MCCH的調(diào)

圖4 UTRAN側(cè) MAC的架構(gòu)
 

度信息在BCCH上周期發(fā)送以讓UE能獲取MCCH的相應(yīng)配置。MBMS業(yè)務(wù)的相關(guān)控制信息如MBMS ACCESS Information, MBMS CHANGE information, MBMS SERIVCE information, MBMS RADIO BEARER information等在MCCH上發(fā)送,支持MBMS的UE監(jiān)控SCCPCH就可以從MCCH 上獲取完整的MBMS的業(yè)務(wù)信息。
MSCH邏輯信道的內(nèi)容通過MAC-m和MAC-hs之間的新增接口發(fā)送給MAC-hs,MAC-hs中新增的MSCH處理實體讀取MSCH中包含的MBMS service ID, 時間定義等信息,處理后在合適的時間通過HS-SCCH發(fā)送出去。激活了相應(yīng)的MBMS service的UE通過監(jiān)控相應(yīng)的HS-SCCH可以獲取MBMS業(yè)務(wù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)面承載MTCH的信息。
MTCH邏輯信道用以承載MBMS業(yè)務(wù)的用戶面數(shù)據(jù)。在MAC-m中針對MBMS業(yè)務(wù), MAC-m會根據(jù)MBMS service ID 相應(yīng)的加上MBMS-ID,增加了MBMS-ID的MTCH信道的數(shù)據(jù)經(jīng)過TFC選擇后,再發(fā)送到MAC-hs。
 
MAC-hs中關(guān)于MBMS功能支持的分析和修改
為支持MBMS業(yè)務(wù),在MAC-hs中增加了　MBMS相應(yīng)的功能處理模塊，圖5種列出了修改后的MAC-hs的架構(gòu)和功能模塊。從MAC-m中發(fā)送來的MSCH和MBMS用戶面的數(shù)據(jù)首先送到MBMS Service Distribution模塊，該模塊根據(jù)MAC-m增加的信道標(biāo)志判斷接收的數(shù)據(jù)是MSCH的信息或MTCH的數(shù)據(jù)；如是MSCH的信息，MAC-hs保存有關(guān)MTCH的MBMS Service ID，時間定義等信息到MSCH Info PQ，并將有關(guān)的MBMS Service 信息處理后在合適的時間在HS-SCCH上發(fā)送出去，激活相應(yīng)MBMS業(yè)務(wù)的UE根據(jù)HS-SCCH上的MBMS-ID則可以讀取相對應(yīng)的MBMS業(yè)務(wù)的控制信息，監(jiān)控HS-PDSCH信道。如是MTCH信息，則根據(jù)相應(yīng)的MAC-m增加的MBMS-ID把MBMS業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)保存到相對應(yīng)的MBMS Service 對應(yīng)的MTCH PQ隊列中。MAC-hs中的Scheduler根據(jù)MAC-m傳過來的MBMS Service信息，采用MBMS-ID作為標(biāo)志和根據(jù)MBMS的優(yōu)先級進(jìn)行MBMS業(yè)務(wù)調(diào)度。Scheduler根據(jù)MAC-m 配置的MBMS Service的特性，在HS-SCCH上把被調(diào)度的MBMS業(yè)務(wù)信息發(fā)送出去，用戶面經(jīng)過TFRC選擇并分配相應(yīng)的HS-PDSCH碼道，把MTCH信道上承載的MBMS 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)發(fā)送給UE。當(dāng)有多個并行MBMS業(yè)務(wù)時，相應(yīng)的MTCH隊列有多個，Scheduler根據(jù)MBMS業(yè)務(wù)的優(yōu)先級和業(yè)務(wù)參數(shù)調(diào)度MBMS業(yè)務(wù)，從而實現(xiàn)象HSDPA多用戶調(diào)度一樣,完成以MBMS-ID作為標(biāo)志的Multiple MBMS 業(yè)務(wù)的調(diào)度。
 
UE側(cè)MAC-m和MAC-hs的功能處理

圖5 支持MBMS的MAC-hs架構(gòu)和功能模塊
 

針對UTRAN側(cè)為支持MBMS所做的修改，UE側(cè)的MAC-hs和MAC-m實體需要做相應(yīng)的修改。在MAC-hs和MAC-m之間增加相應(yīng)的接口，用于傳送MBMS的配置信息、控制信息和數(shù)據(jù)信息。UE側(cè)的MAC-hs模塊處理中，　UE從HS-SCCH上獲取MBMS的業(yè)務(wù)信息和MTCH相關(guān)的時間定義等信息并傳送給MAC-m實體;根據(jù)MBMS的調(diào)度信息讀取HS-PDSCH上的MBMS的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù),組裝后送給MAC-m實體完成上層的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)處理。詳細(xì)的系統(tǒng)設(shè)計架構(gòu)和實現(xiàn)方式和UTRAN側(cè)具有相似性，這兒就不敘述了

5、結(jié)束語

本文根據(jù)MBMS業(yè)務(wù)的需求和3GPP協(xié)議中現(xiàn)有MBMS實現(xiàn)方式的缺陷；基于鼎橋通信公司的LCR3.0 HSDPA的具體實現(xiàn)方案，在滿足MBMS業(yè)務(wù)需求的基礎(chǔ)上，考慮到保持現(xiàn)有的HSDPA系統(tǒng)兼容性和簡化對現(xiàn)有系統(tǒng)的影響的前提下，提出了基站中基于HSDPA的MBMS業(yè)務(wù)的方案設(shè)計和處理流程。該方案充分利用了HSDPA的高效下行數(shù)據(jù)傳輸速率的優(yōu)點，極大地提高了網(wǎng)絡(luò)的無線資源利用率，提高了系統(tǒng)的容量和性能；為將來高速的MBMS業(yè)務(wù)提供了實現(xiàn)的可能性和合理性；并可以和將來新的LTE技術(shù)融合,滿足日益增加的移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求。
 

參考文獻(xiàn)

[1]. TS23.246: Multimedia Broadcast/Multicase Service (MBMS); Architiecture and functional Deｓｃｒｉｐｔion (Release 6)
[2] TS25.346: Introduction of the Multimedia Broadcase Multicast Service (MBMS) in the Radio Access Network (RAN); Stage 2
[3] HSDPA 在TD-SCDMA系統(tǒng)中的實現(xiàn): 電信科學(xué)第22卷, 第5期