[发明专利]用于单频网传输的内容同步方法和装置

说明书

技术领域

本发明大体上涉及移动通信领域中的单频网(SFN)，更具体地，涉及一种用于单频网传输的内容同步方法和装置。本发明一般应用于移动通信领域高速数据传输的无线接入网，特别是无线网关(aGW)，包含用户平面实体(UPE)到演进基站(eNB)的接口(称为S1接口)的设计和实现，或者是广播和多播业务中心(BM-SC)到演进基站的接口的设计和实现。本发明可以应用于3GPP的接入网长期演进(LTE)的多媒体广播和多播系统，以及扩展到其他采用单频网技术的无线网络传输系统。

背景技术

在采用单频网技术的无线网络传输系统中，例如在LTE的多媒体广播和多播系统中，所有基站(以下简称为eNB)都是在时间和频率上完全同步。这样，如果每个eNB在同一个起始时刻发送同样的数据，并且采用同样的物理层调制编码技术，则在空间传播中，从各个eNB发出的信号具有同样的波形。在用户接收端(以下简称为UE)，可以将eNB所发送的数据看成是同一个eNB所发出的信号。由于UE接收到的都是有用的、传输同样数据的信号，这种技术可以极大地降低相邻小区干扰(因为此时来自相邻小区的都是有用信号而非干扰)，因而适用于一些广播和多播系统。例如，在LTE的多媒体广播和多播系统中，采用了这样的单频网技术。

图1示出了LTE MBMS的网络拓扑结构。支持MBMS的网元主要包括：BM-SC(广播/多播业务中心)、aGW(接入网关)、eNB(演进的基站)、UE(用户设备)。BM-SC是内容提供者的入口，用于授权和在PLMN中发起MBMS承载业务，并按照预定时间计划传送MBMS数据。aGW对用户进行MBMS承载业务控制，并将MBMS数据传送到UTRAN。eNB负责向指定的MBMS服务区的空中接口高效地传送MBMS数据。

图2示出了SFN的网络结构示意图。在图2中，各个基站采用相同的频点覆盖，小区和小区之间不需要用时间、频率或码进行复用。同一个业务在所有基站覆盖的区域都分配同样的时间和频率资源。由于采用相同的物理层调制和编码技术，从各个基站发出的相同数据的信号在空间的波形都一样。从UE接收机来看，就像是从一个基站发出的信号一样，只不过具有了一些较大时延的多径。单频网可以用所有基站和正常的基站发射功率来全覆盖，也可以用部分基站和升高的基站发射功率来全覆盖。

但是，要在无线通信系统中实现单频网技术，在同步方面，一是要实现所有eNB物理层的时间和频率的同步，二是要在传输层实现内容(或数据)的完全同步。本发明主要涉及上述第二点：内容同步方法和装置。

在LTE无线通信系统中，无线接口协议层分为三层。最底层是物理层(L1)，位于物理层(L1)之上的协议层包括数据链路层(L2)和网络层(L3)。在无线接口中，数据链路层被划分为几个子层，其中包括媒体接入控制(MAC)协议子层、无线链路控制(RLC)协议子层、分组数据会聚协议(PDCP)子层。网络层(L3)提供了无线资源控制(RRC)功能。在最新的LTE协议规范中，PDCP子层被置于UPE节点。但是，本发明并不局限于此，PDCP子层也可以位于eNB。

S1接口的协议层相对比较简单，在本申请中，只考虑用户平面。在用户平面，业务数据分组在传输网络层(TNL)从UPE传递到eNB，考虑到是广播和多播业务，在TNL中一般采用UDP/IP传输技术。在UDP/IP之上，也可以增加一层GDP-U(GPRS数据协议-用户面)。

在整个协议结构中，由于到达各个eNB的是IP数据分组，IP数据分组的长度是变化的，从几十个字节到最大1500个字节，而且由于到达各个eNB的路由各不相同，因此要将这些数据分组在空中接口形成同步的数据帧的流，是一个必须要解决的问题。再者，在空中接口上的数据帧或者是填入到数据帧里的传输块具有固定配置的长度。将变长的IP数据分组放到定长的传输块中，必须要进行分段和级联。

本发明所要解决的技术问题是提出一种新的应用于LTE多媒体广播和多播系统的内容同步方案。该方案可以实现IP数据分组在无线接口协议中的分段和级联，并且组成的传输块都具有相同的内容，同一时刻在空中接口发出。

最近一次RAN3会议上，提交了一些与E-MBMS RF组合的L2内容同步有关的文档。通过对这些文档进行讨论，关于L2内容同步，达成了以下共识(参见R3-061931 LTE MBMS：Content SynchronizationAgreements(So far)，Vodafone Group，2006年11月)：