LTE網(wǎng)絡(luò)中E-MBMS技術(shù)概述及其專利發(fā)展情況

國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局 孫志玲 謝 琳

LTE網(wǎng)絡(luò)中E-MBMS技術(shù)概述及其專利發(fā)展情況

國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局 孫志玲 謝 琳

【摘要】E-MBMS技術(shù)被引入到LTE網(wǎng)絡(luò)中，使用廣播方式提升了網(wǎng)絡(luò)承載能力和網(wǎng)絡(luò)資源利用率，支持更多用戶開展多媒體業(yè)務(wù)。本文分析介紹了E-MBMS的背景技術(shù)、技術(shù)原理、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用以及專利發(fā)展情況。

【關(guān)鍵詞】LTE；E-MBMS；網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

1 背景技術(shù)

多媒體廣播組播業(yè)務(wù)（MBMS），是指一個數(shù)據(jù)源向多個用戶發(fā)送數(shù)據(jù)的點到多點業(yè)務(wù)，實現(xiàn)包括核心網(wǎng)和接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)的資源共享，以盡可能少的資源實現(xiàn)對盡可能多的、具有相同需求的多媒體用戶的服務(wù)。在無線接入網(wǎng)，MBMS業(yè)務(wù)通過使用公共傳輸信道和公共無線承載，既能實現(xiàn)純文本低速率的消息類組播和廣播，也能實現(xiàn)較高速率的多媒體業(yè)務(wù)的組播和廣播，例如，手機電視。

LTE（Long Term Evolution）是3GPP在2005年啟動的長期演進研究項目，希望能以更高的數(shù)據(jù)吞吐量和更好的網(wǎng)絡(luò)性能，為運營商和用戶的不斷增長的需求提供支持。

E-MBMS全稱為演進型多媒體廣播和組播業(yè)務(wù)，是MBMS（多媒體廣播和組播業(yè)務(wù)）在3GPP（第三代合作伙伴項目）LTE（長期演進）上的演進。E-MBMS基于LTE網(wǎng)絡(luò)向大量用戶提供各類多媒體業(yè)務(wù)，采用廣播方式傳輸節(jié)省了大量網(wǎng)絡(luò)資源，尤其是空口資源。用較少的網(wǎng)絡(luò)資源消耗服務(wù)盡可能多的用戶，可大幅降低網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)承載的成本，根據(jù)LTE網(wǎng)絡(luò)模式可對應(yīng)分為FDD與TDD模式。

E-MBMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：

圖1 E-MBMS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

E-MBMS基本網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中動態(tài)管理功能實體（MCE）、MBMS網(wǎng)關(guān)（MBMS-GW）和廣播管理平臺（BM-SC）均為E-MBMS的專用網(wǎng)元，并有相關(guān)專用設(shè)備間接口，如用戶面的M1、SGi-mb口負(fù)責(zé)從BM-SC至eNB的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸，控制面的M2、M3、Sm和SGmb接口，負(fù)責(zé)MBMS業(yè)務(wù)的會話（Session）建立，其中M2口還負(fù)責(zé)控制面MCE對MBMS業(yè)務(wù)的調(diào)度信令傳輸。

2 E-MBMS技術(shù)原理

LTE網(wǎng)絡(luò)中，每種廣播業(yè)務(wù)是以MBSFN區(qū)域為單位進行MBMS傳輸?shù)?，該區(qū)域可有同一個MBMS Synchronization Area，即MBMS業(yè)務(wù)同步區(qū)中的一組小區(qū)組成，這些小區(qū)之間通過協(xié)調(diào)進行MBSFN發(fā)送，每個MBSFN區(qū)域內(nèi)的基站采用相同的資源傳輸相同的MBMS業(yè)務(wù)，MBSFN區(qū)域最小可以是1個小區(qū)。對于其中特殊的MBSFN的業(yè)務(wù)保留小區(qū)，不進行MBSFN發(fā)送，而允許該小區(qū)在分配給MBSFN的資源上以受限的功率發(fā)送其他業(yè)務(wù)從而避免對MBSFN區(qū)域內(nèi)業(yè)務(wù)的干擾。

3 E-MBMS特點

由于其在物理層采用了基于正交頻分復(fù)用（OFDM）的傳輸技術(shù)，這與WCDMA Release6協(xié)議中的MBMS所采用的技術(shù)完全不同。傳輸技術(shù)的不同使得E-MBMS具備了許多傳統(tǒng)MBMS 沒有的特性，如“承載能力強、資源利用率高、配置靈活和可運營能力強”等特點。

4 E-MBMS專利發(fā)展情況

筆者對在2016年5月31日之前公開的涉及E-MBMS技術(shù)的已公開的124件專利申請進行了統(tǒng)計分析，由于2014-2015年的部分申請尚未公開，實際上的申請還會更多。本文僅針對上述已公開的申請進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析。

在申請數(shù)量方面，由于E-MBMS技術(shù)從產(chǎn)生至今時間不長，相關(guān)專利的申請數(shù)量快速增長，圖2示出了2006年至今已公開的E-MBMS技術(shù)國內(nèi)外相關(guān)專利申請量的發(fā)展趨勢。從圖中可以看出，2006年開始，專利申請數(shù)量逐年增加，到2009達(dá)到一個小峰值，2010年劇減，之后兩年成增長趨勢，2013年數(shù)量再次下降，2014年有所增加，其發(fā)展雖無規(guī)律可循，然而未來隨著E-MBMS技術(shù)的進一步發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化，筆者相信E-MBMS相關(guān)技術(shù)仍然會有大量專利申請。

圖2 E-MBMS技術(shù)相關(guān)專利申請量發(fā)展趨勢圖

圖3 涉及E-MBMS技術(shù)專利申請 主要申請人排序圖

從申請人的分布情況來看，涉及E-MBMS技術(shù)的專利申請的主要申請人及申請數(shù)量如圖3所示。從圖中可以看出，高通股份有限公司和中興通訊股份有限公司的申請相比于其他申請人有著絕對的數(shù)量優(yōu)勢。

目前，圍繞E-MBMS，專利主要集中在E-MBMS的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收、小區(qū)切換、重選方法及實現(xiàn)前述方法的網(wǎng)關(guān)、基站等，從而保證E-MBMS業(yè)務(wù)的連續(xù)性。比如，上海貝爾阿爾卡特股份有限公司申請的申請?zhí)枮镃N200610028109的無線接入網(wǎng)中為多播組播業(yè)務(wù)進行資源調(diào)度的方法和設(shè)備，提供了一種在無線網(wǎng)絡(luò)中用于組播業(yè)務(wù)資源集中調(diào)度的方法和相應(yīng)設(shè)備，解決了采用現(xiàn)有技術(shù)無法滿足EMBMS的RF合并需求的問題。大唐移動通信設(shè)備有限公司申請的申請?zhí)枮镃N200610089430的演進多媒體廣播組播業(yè)務(wù)的發(fā)送方法，以克服現(xiàn)有的E-MBMS發(fā)送技術(shù)受到終端能力及網(wǎng)絡(luò)布署條件限制的缺點，在各種SFN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下，保證MBMS業(yè)務(wù)的傳輸。

5 E-MBMS應(yīng)用

當(dāng)前，E-MBMS作為國內(nèi)外運營商關(guān)注的焦點，已開始進行商用試點，在實際應(yīng)用過程中需要考慮業(yè)務(wù)需求、覆蓋情況進行網(wǎng)絡(luò)部署。在視頻業(yè)務(wù)逐漸成為4G網(wǎng)絡(luò)的主要流量趨勢下，E-MBMS逐步成為國內(nèi)外運營商重點關(guān)注的焦點，可以幫助運營商開展視頻、數(shù)據(jù)下載、短/彩信群發(fā)和專網(wǎng)語音等多種商業(yè)應(yīng)用。由于E-MBMS不僅可以將數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)直接向所有用戶廣播，也可以發(fā)送給一組收費的用戶收看，因此在用戶業(yè)務(wù)集中區(qū)域，如地鐵和機場等交通樞紐、高校和大型活動場館等，可以通過較低成本的LTE E-MBMS方式滿足海量用戶共性業(yè)務(wù)需求，已成為一種典型應(yīng)用案例。

注釋：

①第二作者所做的貢獻(xiàn)與第一作者相同，但限于版面設(shè)計，被列為第二作者的情況.

參考文獻(xiàn)

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［3］張新程，田韜，周曉津.LTE空中接口技術(shù)與性能.

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