LTE架构下的多媒体资源分发方案研究

不增加E-MBMS 成本的同时有效提升E-MBMS 服务能力，也有效地避免了P2P 应用的诸多弊端。

2.2 CPEMRD 系统架构设计

文章所设计的多媒体资源分发系统架构是在E-MBMS 网络结构的基础上，融合了P2P 结构而组成的，整个架构层次分3 层。中心多媒体资源服务器或服务器组只有1 个，位于BM-SC 服务中心处；与服务中心连接的是Anchor，包含有边缘服务器；移动终端通过E-NodeB 接入到整个网络中。CPEMRD 具体的系统架构如图2 所示。

在该系统架构中，BM-SC 服务中心处的" 资源存储"服务器提供原始的多媒体资源；"P2P 控制"实体用于维护所有P2P 节点信息以及所有客户信息（ 节点号，地址等）；每个Anchor 处的边缘服务器是对等的，代理从BM-SC 服务中心的资源存储服务器分发的多媒体资源。移动终端通过E-NodeB 接入到网络中，首先从离自己最近的边缘服务器（所在小区所属的Anchor 处的服务器）请求下载多媒体资源，P2P 控制实体中维护了每个边缘服务器（也即P2P 节点）的状态信息和客户信息，当P2P 控制实体发现某个边缘服务器利用率过高负载过大时，可协调移动终端从其他相对空闲的边缘服务器下载多媒体资源，也可同时从其他多个边缘服务器同时下载某个多媒体资源，从而实现多条链路的负载均衡。

由于流媒体具有松耦合、高扩展性的特点，从多媒体资源分发系统的体系结构的垂直控制功能上来看，一个典型的多媒体资源分发系统架构应采用分层模式，这使得平台系统上的应用开发能够根据不断变化的业务应用需求而快速扩展。CPEMRD系统从功能结构和软件层次上看，在LTE 环境下可以通过设置4 层体系结构来支持多媒体应用：网络通信层，媒体控制层、门户网站业务层以及系统支撑层，如图3 所示。

•网络通信层：采用IP 网络作为多媒体业务的承载网络，从而实现无线设备、中继和服务器等之间的低层通信。

•媒体控制层：负责对多媒体数据进行调度缓存，并且把流数据发送到门户网站业务层和其他请求服务的终端设备或P2P 节点（也即边缘服务器）。

•门户网站业务层：以网站的形式面向用户提供各种应用和服务，负责多媒体数据的播放和界面显示。如视频点播、视频直播、视频会议、可视聊天等。可采用Web 模式，客户端只要使用浏览器即可实现视频点播及其他视频互动活动，无需安装其他任何软件，无需做任何设置，做到了
客户端的免维护。

•系统支撑层：系统支撑层是多媒体业务运营的综合管理及运营支撑系统，包括用户管理、认证计费、数字版权保护、系统实时监控、网络配置管理等多个子系统。

2.3 CPEMRD 业务流程分析

CPEMRD 多媒体业务的会话流程如图4 所示[5]。会话开始和会话结束都由BM-SC 发起，为多媒体数据传送建立或释放相应网络资源。

结合CPEMRD 系统架构图，CPEMRD 会话流程图可详细描述如下：当BM-SC 中加入新资源时，BM-SC 会通过P2P 控制实体找到各个P2P 节点即Anchor 边缘服务区的位置，并向各个P2P 节点发送消息，从而将资源下发到Anchor 边缘服务器处；此时Anchor 也会通过各个基站E-Node 向基站服务区内的所有终端用户发送新业务相关的消息，如果用户启动该业务，其用户信息就会被加入到P2P 控制实体中，并开始会话，并通过距离最近的基站从Anchor 边缘服务器上获取所需的资源数据；P2P 控制实体如果发现这个边缘服务器利用率过高、负载过大时，可协调终端用户从其他相对空闲的边缘服务器下载资源，也可同时从其他多个边缘服务器同时下载资源；当所有资源传输完毕服务结束时，用户消息从P2P 控制实体中清除掉，会话完毕，用户中止业务。

相对于广播模式，组播模式增加了3 个相关的过程:订阅、用户的加入和退出。有关的订阅信息存储在BM-SC 中,当用户加入或退出某个组播组，可通过Internet 组管理协议(IGMP) 协议或组播侦听发现协议(MLD)协议实现。通过已建立的用户设备(UE)与Anchor 间承载通道，UE 向Anchor 发送IGMP/MLD 加入消息或离开消息[7-8]。

如图5 所示，我们可以看到CPEMRD 系统的基本业务流程：多媒体资源提供商提供多媒体内容，经过M-SC 将传输流转发给LTE 核心网，并进一步转发给演进的通用陆基无线接入网(E-UTRAN)，最终通过LTE-Uu 接口发送到用户终端UE。

3 结束语

在传统互联网领域，采用CDN 实现多媒体资源分发，但CDN 无法应用于移动多媒体业务，无法适应目前3G 以及未来移动通信的要求。随后3GPP 提出的MBMS、E-MBMS 技术在很大程度上解决了移动多媒体业务的广播组播问题，但还是存在终端接入数量受限以及带宽窄通信