基于TD-SCDMA的MBMS技术的研究

0引言

多媒体广播业务（MBMS）是3GPP组织提出的基于UMTS（通过移动通信系统）的手机电视技术方案，目的是为WCDMA和TD-SCDMA网络提供更有效的方式，以便将多媒体信息以组播或广播方式传送到各个UMTS终端。从2004年来许多运营商都推出了这种业务，随着时间的推移和2008年北京奥运会的临近，国内的TD-SCDMA手机研发公司(如重邮信科)从2006年开始制定基于现有的TD-SCDMA系统的多媒体广播业务(TD-MBMS)的总体技术方案。

手持电视技术主要分为3类：分别源于地面数字广播技术、卫星传输技术和移动网络技术。第一类技术以欧洲的DVB-H、韩国的T-DMB、日本的ISDB-T、美国的MediaFlo和中国的CMMB为代表，实现上以地面广播网络为基础，与移动网络松耦合或相对独立组网；第二类技术以韩国、日本以及欧洲一些国家采用的S-DMB为代表，实现上以卫星传送为基础，辅以地面广播网络，与移动网络结合或相对独立组网；第三类技术以3GPP的MBMS和3GPP2的BCMCS为代表，实现上以移动网络为基础，不能相对于移动网络独立组网。

手机电视业务的高带宽、突发多用户的需求，与移动网本身带宽和容量资源严重不足形成难以解决的矛盾。因此，点对点方式提供手机电视的大规模商用服务并不可行，而采用广播方式的手机电视技术将是该业务发展的必然趋势。 1基于TD-SCDMA的MBMS技术的介绍

1.1 MBMS总体架构

MBMS(multimedia broadcast multicast serv-ice)是3GPP R6开始定义的多媒体广播组播功能。MBMS提供2种方式：广播方式和组播方式。MBMS不仅能实现纯文本低速率的消息类组播和广播，而且还能实现高速多媒体业务的组播和广播。

组播和广播业务MBMS基于WCDMA／GSM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SG-SN、GGSN、RNC和UE等增加MBMS功能，并定义了新的逻辑共享信道来实现空口资源共享。如图1所示，对原有网络主要改动是：增加BM-SC网元，对现有分组域相关网元进行功能升级，以支持MBMS特有接口功能(如Gmb)、特有信道(如MICH、MTCH／MCCH／MSCH)、特有物理层过程(FACH信道选择性合并、PTM与PTP切换)和特有业务流程(如订阅)，这里唯一新增的接口是Gmb接口。

1.2 MBMS的技术优势

3GPP在R6版本中定义的MBMS是指无线网络中一个数据源向多个用户发送数据的点到多点(p-t-m)业务，在不改变网络结构的基础上实现网络资源共享。除了移动核心网和接入网资源，MBMS还可以共享更为紧张的空中接口资源，以提高无线资源的利用率。MBMS的优势在于不仅能实现纯文本低速率的消患类组播和广播，还能实现高速率多媒体数据业务的组播和广播，从而弥补IP组播技术不能使多个移动用户共享移动司络资源的不足。

在终端方面，MBMS仍然最大限度地继承了已有的3GPP标准，在终端耗电、存储、多媒体处理、显示等技术得到改善的同时，仅仅是原有基带处理功能的增强。因此，承载宽带多媒体业务的MBMS终端与现有终端保持了很好的统一性。

在带宽方面，MBMS最大可以使用256 Kbit／s的速率进行下载和流媒体的传送。在互动方面，MBMS本身没有定义特别的上行信道，但可以利用已有上行控制信道进行业务订阅、业务加入等业务控制流程，同时利用上行业务信道实现与下行广播／组播配合的一些交互类业务。

在容最方面，MBMS提供点到多点传送多媒体的发送机制，资源消耗与用户数的增长无关，从而为节省3G网络非常紧张的空口资源和Iub口传输资源、规避移动网络容量劣势寻找到了根本解决途径。用户数越多，MBMS在容量和成本方面的优势发挥就越明显；在组播用户数少或者没有组播业务用户的时候，网络可以灵活地为用户分配专用信道或者关闭组播业务信道，这些移动网络特有的高效资源管理技术更让MBMS在容量方面锦上添花。

2 基于TD-SCDMA的MBMS技术在物理层上的最主要发展

2.1单频网(SFN)技术

MBMS在物理层的显著改进，是引入了单频网(single frequency network，SFN)。随着频率资源的日趋紧张，单频网无论是在数字电视地面广播领域中还是移动通信技术中都开始受到越来越多的重视。所谓单频网，即在一定的地理区域内若干部发射机同时在同一个频段上发射同样的信号，以实现对该区域的可靠覆盖。在MBMS中实现的单频网即是在若干基站同时在同一频率上发射相同的信号。SFN带来的最大好处，是频谱效率的提高，同时，UE(用户设备)在SFN内移动时无需任何切换，大大减少了信令的开销。

在传输广播业务的时隙采用单频网配置的情况下，多个相邻的小区采用统一的扰码(包括Mid-amble码)，就可以保证各个小区发