MBMS简介

MBMS简介

  广播网络，例如无线电广播和电视广播网络，在很大的覆盖范围内为广大用户提供了相同的内容。它不是为单个用户服务的，因此与传统的单播业务有很大不同。MBMS（Multimedia Broadcast Multicast Services）支持在蜂窝系统中提供多播/广播网络，从而实现在单一网络中同时提供多播/广播和单播服务。

  广播网络有几个显著的特点：

• 很大的覆盖范围；
• 在覆盖范围内的用户在同一时间收到的是相同的内容；
• 无线接入网络不会跟踪用户的移动，即不关心用户在哪里接收广播内容；
• 用户接收内容时无需也不会通知网络。

  在MBMS中，位于某个特定区域的多个UE将收到相同的内容，这个特定区域被称作MBMS服务区（MBMS service area），并通常由多个小区组成。每个加入发送该MBMS服务的小区，都会配置一个点到多点的无线资源，并且注册了该MBMS服务的所有用户都可以同时接收到相同的传输信号。将MBSFN传输用于多小区广播/多播要求小区间紧密的同步和来自不同小区的信号的时间对齐。

  MBMS在设计过程中考虑了2个非常重要的方面：提高覆盖范围和降低终端功耗。

  多播/广播业务是为多用户服务的，无法提供用户特定的自适应参数配置，即无法针对单个用户提供链路自适应传输，因此MBMS可提供的覆盖，或者说可提供的数据传输速率，取决于链路质量最差的用户。

  多小区广播意味着多个小区会传输相同的信息，UE可以利用这点来有效地使用来自多个小区的信号功率，从而大幅提高覆盖。通过在多个小区传输相同的信号（相同的内容、相同的编码和调制），并且同步小区间的传输时间，UE接收到的信号就像是从一个单一小区接收到的，并且经历了多径传输。由于OFDM本身对于多径传输的健壮性，这种多小区传输，在3GPP中被称为MBSFN（Multicast/Broadcast Single-Frequency Network）传输，不仅提高了接收信号的强度，同时消除了小区间干扰（inter-cell interference）。

  一个所有eNodeB能被同步并进行MBSFN传输的网络区域被称为MBSFN同步区域（MBSFN Synchronization Area）。一个MBSFN同步区域支持一个或多个MBSFN区域（MBSFN Area）。在一个给定的频率层上，一个eNodeB只能属于一个MBSFN同步区域。MBSFN同步区域与MBMS服务区的定义无关。

  MBSFN区域（MBSFN Area）由一个MBSFN同步区域内的一组小区组成，这些小区被一起协调以实现MBSFN传输。除MBSFN区域保留小区外，MBSFN区域内的所有小区都有益于MBSFN传输。UE可能只需要关注所配置的MBSFN区域的子集，例如：当UE知道其感兴趣的MBMS服务在哪个MBSFN区域内传输时，它只需要关注对应的MBSFN区域即可。

  一个MBSFN区域内，不用于该区域的MBSFN传输的小区被称为MBSFN区域保留小区（MBSFN Area Reserved Cell）。该小区可被用于传输其它服务，但在分配给MBSFN传输的资源（子帧）上，要限制其发射功率。

  MBSFN传输带来了几个明显的好处：

• 由于UE可以利用接收自多个小区的信号能量，因此增强了接收信号的强度，尤其是同一MBSFN传输中的不同小区之间的边界的信号强度。
• 由于接收自邻居小区的信号是有用的信号而不是干扰信号，因此降低了干扰水平，尤其是同一MBSFN传输中的不同小区之间的边界的干扰水平。
• 增加了分集来对抗无线信道上的衰弱。由于信号接收自多个物理位置分离的小区，从而使得整个聚合的信道呈现出高时间弥散性，或者说高频率选择性的特点。

  这些特点，显著地提高了多播/广播的接收质量，尤其是同一MBSFN传输中的不同小区之间的边界的信号质量，进而显著地提高了多播/广播的数据速率和覆盖范围。

  低终端功耗是通过使用短时、高速率突发数据（short high-data-rate burst）而不是长时、低速率突发数据（long low-data-rate burst）来发送多播/广播数据来实现的。这使得UE可以使用长周期的DRX，并偶尔醒来接收数据。在LTE中，这是通过时分复用单播和广播传输，并调度不同的MBMS服务来实现的。

  MBMS最初是在3GPP Rel-6引入的，目的是通过蜂窝网络为UMTS网络提供广播服务。从那时起，MBMS的标准化工作就一直在演进。在3GPP Rel-7中，引入了MBSFN以解决MBMS在小区边界的信号传输问题。而eMBMS（Evolved MBMS）是3GPP Rel-9协议提出的应用在LTE网络上的增强型广播多播技术，支持更大的带宽，能提供更多的频道和更流畅的多媒体内容，用户体验也更好。eMBMS能够显著地降低运营商在LTE网络上同时向多个用户提供诸如视频、音频等高带宽内容的成本。在Rel-10中，eMBMS新增了计数（counting）功能和接纳控制（admission control）功能。计数功能可以统计MBSFN区域内对某MBMS业务感兴趣的UE数量。接纳控制功能则是根据当前无线资源情况、eMBMS业务之间的优先级、计数的结果等因素，由MCE决定是否建立新的eMBMS业务，或抢占现有的eMBMS业务的资源。考虑到LTE网络中的多个小区可使用不同的频带，Rel-11版本对eMBMS业务的连续性进行了改进，以保证UE在MBSFN区域间移动时能继续接收eMBMS业务，并且能在多个LTE频带中找到自己所需的eMBMS业务。此外，其它技术标准的改进也对eMBMS技术起到了推动作用。例如Rel-11中的视频音频编解码器非常先进，能提供同时兼顾带宽和质量的最佳方案，极大地提高了eMBMS业务的质量。