国产3G手机电视技术与应用

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摘要：随着多媒体广播组播业务的需求日益明显，TD-SCDMA MBMS提供了一种在无线蜂窝网络中低成本、高效承载此类业务的技术方案。简单介绍了TD-SCDMA MBMS（手机电视）的技术特点，并分析了多媒体广播组播业务的市场前景，以及相应的网络部署策略和方法。

关键词：多媒体广播组播；手机电视；3G

中图分类号：TP309文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)14-20958-03

1 引言

精彩的球赛正在紧张进行，你正看得聚精会神，却突然停电了。又到了你最喜欢的电视剧时间，可你却身在户外……这样的小小遗憾似乎总在发生，但时间移转至2008年，“用手机看电视”不再停留在概念的层面，于是这样的遗憾可以完全避免。因为最新消息从4月1日起，中国移动将在北京、上海等8个城市同时启动国产3g（TD）的社会化业务测试和试商用放号。首批TD号卡均采用157号段，用户可通过中国移动自有营业厅及社会渠道购买TD手机号卡（先锋卡）和TD手机，并在试商用期间享受高达5折的优惠通信费用。也许你正在困惑：国产3G也支持手机电视？答案是肯定的。从目前的应用情况来看，手机电视的实现方式主要可分为以下几种：

第一种是基于地面广播的方式，包括欧洲的DVB-H (Digital Video Broadcasting-Handheld)技术、韩国的T-DMB(Terrestrial - Digital Multimedia Broadcasting)技术、以及美国Qualcomm推出的MediaFLO技术等；

第二种是基于卫星传播的方式，包括韩国的S-DMB(Satellite Digital Multimedia Broadcasting)和欧洲SDMB(Satellite Digital Multimedia Broadcasting)技术；

第三种则是基于移动网络的3GPP MBMS(Multimedia Broadcast/Multicast Service)技术和流媒体技术；包括WCDMA的MBMS和国产3G TD-SCDMA MBMS技术。

上面中移动所涉及的应用就是我们国产的3G技术。即TD-MBMS技术。

2 TD-MBMS系统网络架构

2.1 系统架构

TD-MBMS不仅能实现纯文本低速率的消息类广播，而且还能实现高速多媒体业务的广播和区域广播，其实现方式是基于TD-SCDMA/WCDMA分组网，通过增加一些新的功能实体，如广播组播业务中心BM-SC，对已有的分组域功能实体如SGSN、GGSN、RNC和UE等增加TD-MBMS功能，并定义了新的逻辑共享信道来实现空口资源共享。

TD多媒体广播业务的网络模型见图1，与UMTS的MBMS模型一致。内容提供商提供广播电视内容，经过BM-SC将传输流转发给3G核心网，并进一步转发给UTRAN，通过Uu口发送给UE。

2.2 网络参考模型与参考点

MBMS的网络参考模型如图2所示，其中的虚线为可选择的接口，可根据运营商的业务需要决定是否支持。MBMS承载业务的边缘为Gmb、Gi参考点，即广播组播业务中心BM-SC与GGSN之间的接口，Gmb接口提供控制面功能，Gi接口为用户面承载功能。

GGSN与BM-SC之间的信令交换在Gmb参考点进行，实现MBMS的控制面，包括以下信令。

MBMS承载业务相关的信令：

(1)GGSN建立MBMS的承载上下文并在BM-SC注册；

(2)GGSN或者BM-SC释放MBMS承载上下文，GGSN在BM-SC注销；

(3)BM-SC向GGSN通知会话开始和结束。

当用户业务结束时，BM-SC发起承载业务去激活流程。

不同的业务承载可以由不同的网络单元提供，进一步，相同业务的业务信令可以由不同的网络单元提供。要做到这一点，Gmb协议就必须支持和路由，以使信令交互对GGSN透明。

2.3 MBMS基本业务功能

广播组播业务中心BM-SC为新增的移动网功能实体，它是内容提供者的入口，用于授权和在移动网中发起MBMS承载业务，并按照预定时间调度传送MBMS内容。其功能包括：

(1)对第三方内容提供商鉴权、授权和计费；

(2)提供MBMS传输相关参数，如QoS、组播广播区域，发起和终止MBMS传输资源；

(3)从外部数据源接收并传送MBMS内容，安排MBMS会话传送并告知用户，会话重传等；

(4)业务声明，包括媒体描述、会话描述如组播业务标识、地址、传送时间等。对已有的分组网功能实体GGSN、SGSN、RNC/BSC和UE，也需要增加TD-MBMS相关功能和过程，其中针对TD-MBMS，新增如下功能：

①UE支持本地激活/去激活TD-MBMS业务；TD-MBMS安全相关功能；接收TD-MBMS业务声明；接收寻呼信息（非MBMS业务）；根据TD-MBMS会话标识决定是否忽略MBMS会话。

②RNC在预定的广播业务区域传送TD-MBMS数据；支持核心网发起和终止TD-MBMS传送；支持TD-MBMS接收者在RNC间的移动，这可能会引起一些数据的丢失；支持传输TD-MBMS业务声明、寻呼信息，MBMS并发业务（支持MBMS与短消息业务的并发；可支持MBMS业务与语音并发，语音业务优先）。

③SGSN对用户进行网络控制；支持TD-MBMS接收者在SGSN间的移动；根据GGSN发送的通知建立或释放Iu、Gn承载。

④GGSN作为TD-MBMS数据的IP组播业务节点，根据BM-SC的通知请求为广播建立或释放用户面承载；从BM-SC或其它数据源接收IP组播内容，并通过GTP隧道路由；以及消息通知、计费数据手机、业务（QoS）协商。

3 组网方式

3.1 同时隙网技术

UTN（同时隙网）技术，要所有相邻基站同步发射相同的无线信号。见图3，在UTN模式下，UE可以将来自于不同基站的信号视为多径信号。UTN大大提高了频谱利用率。

可以全网采用UTN进行组网，见图4；也可以在区域地区采用UTN组网，见图5。图6所示为同一频率的UTN网络，在不同地域（非相邻地域），此频率可以进行重用，组成另外一个区域化的UTN网络。

在TD-SCDMA现有的N频点系统中，UTN模式可以与N频点模式进行时分复用或频分复用。

3.2 N 频点＋UTN时分复用

图7为“N频点（5MHz同频）＋UTN时分复用”联合组网方式的示意图。

1个频点的1个UTN时隙可提供128～192kbps数据率。UTN模式占用的时隙和频点，可灵活分配，可以配置更多的频点或时隙。但配置UTN模式的时隙应注意如下原则：建议TS6不采用UTN模式，以利于UE接受TS0时隙；相邻小区同频点UTN模式的时隙相同；用于相同内容的UTN模式的时隙，可以使用同一套扰码和Midamble，也可以使用与原小区相同配置的扰码和Midamble。第一阶段建议使用同一套扰码和Midamble。

如果某个频点的某个时隙分配给TD-MBMS业务，则该频点的该时隙资源不再分配给其它业务。对原有系统的语音业务和HSDPA业务的资源配置会有所影响。

3.3 网络配置要求

MCCH的周期建议配成寻呼周期的整数倍，以减少UE被唤醒的次数。

RACH信道所在的时隙与MBMS时隙在异频情况需隔一个时隙。

非映射MTCH的SCCPCH建议配置在主载波TS0时隙。

4 TD-MBMS业务流程

4.1 公共传输信道建立

对于UTN组网方式下，采用公共传输信道建立的方式，即在已建立的小区中通过发起COMMON TRANSPORT CHANNEL SETUP REQUEST建立MTCH的相关信道。

4.2 会话开始

在TD-MBMS中，当一个业务开始时，CN会向RNC发送MBMS Session Start消息，用以通知一个业务即将开始。同时要求建立一个Iu信令承载和MBMS RAB。

RNC收到MBMS Session Start消息后，建立Iu信令连接和业务RAB，建好后向CN回应MBMS Session Start Response。随后，发起UTRAN资源分配过程，建立承载该业务的无线承载。

4.3 会话结束

在TD-MBMS中，当业务结束时，CN会向RNC发送MBMS Session Stop消息，通知会话结束。要求RNC释放Iu资源和无线承载资源。

在RNC收到CN的MBMS Session Stop消息后，首先释放该业务的Iu业务承载和Iu信令连接。然后向CN响应MBMS Session Stop Response消息。随后，释放UTRAN为该业务分配的RAN资源。如果此会话是该业务的最后一个会话，则会话的结束也意味着业务的结束，此时，需要释放UTRAN中建立的该业务的业务上下文。

5 TD-MBMS市场前景和部署策略

多媒体广播业务的特点在于业务速率高、服务用户数多，因此TD-SCDMA MBMS技术可能承载的业务类型如下：

对于不同类型业务，网络部署方式也有所不同。例如：

(1) 对于手机电视类型业务，一方面要为其分配足够的承载时隙以满足高速率要求，另一方面需要做到大区域的无缝覆盖。对于时隙分配而言，由于上下行的时隙数目分配需要基于TD-SCDMA的整体组网策略（例如：若TD-SCDMA定位主要承载语音业务，则TDD分配方式可为3:3；若TD-SCDMA定位主要承载下行数据业务，则TDD分配方式可为2:4或1:5），因此可承载MBMS业务的下行时隙数目相应地受到一定限制，即在单个载波上承载的手机电视业务速率将受到一定限制。对于大覆盖要求而言，在采用UTN组网的方式下：可以在覆盖区域中规划出一个统一的扰码，专门用于该手机电视业务，则终端在该覆盖区域内对所有小区信号进行宏分集即可，无需其它操作；此外需要在该区域边缘统一规划干扰隔离带，与边缘的非MBMS小区进行空间隔离。

(2) 对于区域性播放类型业务，例如商场广告、旅游景点介绍：此类业务一方面所需业务速率相对较低，另一方面覆盖区域比较零散。对于时隙分配而言，由于此类业务所需速率低，可能单个时隙就能够满足业务需求，因此可以在一个载波上使用多个时隙来承载多个业务。对于覆盖而言，由于覆盖区域比较零散，难于规划整体的干扰隔离区，只能做到尽可能地在空间上隔离MBMS区域和非MBMS区域。此外，在这种零散区域内也难于规划统一扰码，可以采用MBMS小区MBMS业务时隙上仍使用原小区的扰码，要求终端对多个相邻小区进行多小区联合检测，以对相邻多小区的相同MBMS信号进行接收和合并。

综上所述，网络部署和实际MBMS业务应用紧密相关。就目前市场前景而言，08年奥运会将是发展MBMS业务的一个契机。08年奥运会期间，奥运赛事直播、奥运夺金报道、天气预报以及商业广告等多种多媒体广播组播业务需求将层出不穷，如何切实并且高效地利用TD-SCDMA MBMS来承载这些业务并合理部署网络，是TD-SCDMA网络技术发展所面临的一项新的研究课题。

6 结束语

2007年年底，各厂商已支持TD-MBMS第一阶段要求的产品，到2008年六月，将可实现奥运商用的准备。在成功推出TD-HSDPA后，TD-MBMS将成为另一个翅膀，让TD-SCDMA如虎添翼、一飞冲天！

参考文献：

[1] 邱玲，朱近康，孙葆根，等. 第三代移动通信技术[M]. 北京:人民邮电出版社，2001.

[2] 胡悍英, 杨峰义. 第三代移动通信系统[M]. 北京:人民邮电出版社, 2001.

[3] 邬国扬. CDMA数字蜂窝网[M]. 西安:西安电子科技大学出版社, 2000.

[4] 中国第一通讯门户. .

[5] 中国联通. .

[6] TC5-WG9-2007-173C-TD-MBMS总体技术方案.doc [S].

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