在3 g网络MBMS-IP多播/广播

文摘

在本文中,多媒体广播和多播服务(清楚)在3 gpp提出了标准化。喜忧参半,多播和广播功能引入蜂窝网络。喜忧参半的入门技术后,喜忧参半广播持票人实现。不同喜忧参半无记名广播等服务模式,增强广播模式和多播模式进行了讨论。流和下载服务喜忧参半,列出媒体编解码器的支持。服务层中定义的组件作为开放移动联盟(OMA)介绍了。移动电视用例能力改进通过喜忧参半。最后,喜忧参半的进化是3 gpp提出了标准化的一部分。

1。介绍

出现了移动网络语音电话网络多媒体分发网络。移动电视服务已经成为很流行的数据服务在过去的两年。除了直播电视频道,产品通常包括特殊的移动版本的亮点每周的电视节目,如系列和喜剧,作为循环通道。

大多数今天的移动电视服务交付现有的3 g网络(1,2)因为这是最快和最容易的方法来部署移动电视服务。现有的3 g运营商有足够的能力在3 g网络扩大移动电视服务的大众市场。最新的3 g技术如HSDPA(高速数据包接入)3给出了几个步骤的增加产能的空间。这允许更多的用户同时受益的多样性和移动电视服务的质量。底层技术被称为分组交换流(PSS) [4,5]。PSS是现在支持UMTS终端厂商和为生活提供高质量的流媒体服务或按需服务。进一步实现了改进质量的引入先进的h / AVC视频编解码器(6,7),通过引入流持有者与特定的服务质量(QoS)的支持。

然而,移动电视的日益普及和类似的服务可能会导致许多用户想看的情况下相同的内容在同一时间。例子是高利息的生活事件和足球比赛一样,游戏节目,等等。在这些情况下,多播,从互联网上,或广播显然是更合适的技术。

工作增加广播/多播支持3 g网络开始回到2002年,当3 gpp和3 gpp2创建工作项广播/多播服务在GSM / UMTS和CDMA2000,分别。在3 gpp工作项被称为多媒体广播和多播服务(清楚)。在3 gpp2叫广播和多播服务(BCMCS)。3 g广播服务的规范功能在2005年冻结。得清楚和BCMCS只有微小的变化介绍现有的广播和核心网络协议。因此,喜忧参半,BCMCS可以引入了一个纯软件升级一般只要底层硬件提供了足够的处理能力,是所有最先进的网络节点的情况。这减少了实现成本在终端和网络。它使细胞广播相对廉价的技术如果无细胞的广播技术相比8- - - - - -10)需要新接收机硬件终端和重大投资到一个新的网络基础设施。

喜忧参半,BCMCS关注运输方面的广播和多播服务。他们提供运输持有者的IP多播11包可以被交付。他们还提供协议和编解码器的多媒体文件和流的IP多播持有者提供清楚(12]。

服务层的功能与多播/广播传输服务被定义的开放移动联盟(OMA),在移动广播服务1.0(1.0广播地址)规范,完成于2007年(13,14]。广播地址1.0地址内容保护等功能,服务和程序指南,传输调度,通知和服务和终端配置。它使,除了线性电视服务,还播客服务。OMA广播地址1.0是不可知论者对底层广播/多播分配方案和适用于喜忧参半,BCMCS和其他非细胞的广播dvb - h系统。

本文的重点将被介绍到指定的3 gpp喜忧参半。我们将开始强调喜忧参半的主要特点。之后,我们给一个结构上的概述,其次是喜忧参半的解释功能增加了各个协议层,从物理层开始,然后移动协议栈。此外,能力和媒体质量问题将得到解决。

2。喜忧参半的概述

本节从历史和简要总结喜忧参半的关键特性。之后,我们解释得清楚如何适应3 g体系结构。我们将更详细地描述所谓BM-SC(广播/多播服务中心),充当一个容器喜忧参半提供新功能。最后我们将描述阶段在一个典型的喜忧参半服务交付的场景。

2.1。历史和关键特性

喜忧参半的标准化开始在3 gpp和3 gpp2早在2002年。第一个版本的标准功能冻结在2005年,在2006年完成。已经2007年初第一喜忧参半原型演示了在巴塞罗那的3 gsm世界大会(图1(一))。一个喜忧参半的下一个版本的原型终端是MWC 2008(图1 (b))。市场引入喜忧参半UMTS网络预计在2010/11

清楚已被指定为一个附加特性对现有移动网络技术,即GSM / EDGE (1)和UMTS (2]。现有交通和物理广播信道的系统被重用在很大程度上以保持低的实现工作。进行标准化的LTE (15- - - - - -18)非常有效的支持从一开始就考虑清楚作为一个主要的要求。

得清楚提供IP数据包支持两种基本的传输模式:广播和多播。

喜忧参半的广播模式可以用来传送IP数据包到所有终端在一定区域或整个网络。如果使用喜忧参半广播模式,传输载体是所有细胞中设置服务应该是可用的,并且不断传播,只要服务是启动和运行。在广播模式清楚不需要一个上行连接,因此可以像任何其他“downlink-only”广播dvb - h和DMB等技术。

得清楚多播模式非常类似于IP多播。想接收信息而使用一个终端与一个特定的组播频道“加入”一个或多个内容频道(如有兴趣接收内容与这个通道)相关联。这个信息处理的核心网络的路由层和用于优化数据交付路径。“优化”意味着对接收器连接共享相同的多播频道,只传输一次数据。多播的唯一的缺点是额外的延迟时从一个频道切换到另一个。因此清楚多播不太适合移动电视服务,通常需要一个低电视频道切换延迟。喜忧参半的主要应用多播服务下载或播客。

喜忧参半指定这样广播/多播服务可以与语音和数据一起使用在相同的无线运营商。这给手机运营商最大的灵活性。

在喜忧参半中可以定义所谓喜忧参半服务领域(MSAs)。MSA是定义为一个细胞的集合。在每个定义的喜忧参半的服务领域不同的服务可以交付。这样清楚服务可以被限制在地理上有限的地区。

各种网络配置喜忧参半支持从多播/广播传输在单个细胞,在当地限制区域和全国,单频网络,广播相同的内容(例如,电视频道)在整个国家。

规范UMTS喜忧参半的无线接入网络(UTRAN)包含一个有趣的机制称为“计数”。“计数”意味着一个上行信号通道是用来通知无线接入网络当终端请求接收频道的内容。基于这些信息,无线接入网络可以跟踪的数量目前终端接收特定的内容频道。我们将更详细地解释后,这使得无线接入网络,使一个聪明的决定是否需要传输特定的内容频道在一个细胞,如果是的应该使用哪种类型的电台不记名。“计数”UMTS喜忧参半多播服务最初被开发出来,但也可以结合喜忧参半的广播服务。稍后我们将回到计数机制在这一节中。

引入的新的载体类型喜忧参半是所谓的点对多点(P-t-M)电台不记名。在点对点(P-t-P)持票人只能收到一个终端,新的P-t-M持票人可以接收到多个终端同时在一个单元中。

在UMTS不仅新P-t-M无记名还现有P-t-P持有者可以用于喜忧参半。P-t-P无记名的优点是网络能适应无线资源使用终端的接收条件。在良好的接待条件,更少的无线电资源分配,而在恶劣环境中,或许还需要更多。相反,P-t-M无记名总是需要一个相对较高的数量的无线电资源为终端提供想要报道也不好接待条件。因此在一定条件下一个甚至几个P-t-P持有者(一个为每个接收端)可能无线资源消耗低于单个P-t-M不记名。决定不记名type-P-t-P或特定UMTS P-t-M-uses喜忧参半传输是由无线网络控制器(RNC)。获得的信息来做出最优的决策是前面提到的“计算”的过程将更加详细地解释部分4.2。

清楚支持流媒体和下载服务。因此不同类型的服务将受益于喜忧参半的引入。一个例子是在这几个运营商已经推出了移动电视服务现有的UMTS网络,这将大大受益于能力增强喜忧参半。除了移动电视,其他服务也会受益。一个例子是音频或视频播客,移动用户订阅播客提供者。清楚可以用于下载的提供者的音频和视频剪辑的大量用户在同一时间。另一个例子是公共安全。喜忧参半,可用于紧急警报在某些领域,例如,在海啸或地震。

喜忧参半流和下载服务可以机密性和完整性保护,使用安全实时传输协议(SRTP [19)流和一个特殊的容器格式下载数据。SRTP的密钥用于加密和解密,称为喜忧参半交通键(mtk),经常变化,传播的关键层次mtk保护使用喜忧参半服务键,msk的。msk是反过来保护使用清楚用户密钥(MUKs)派生的一个引导程序之间的智能卡(UICC UMTS集成电路卡,经常也表示用户识别模块(SIM)卡)和设备。因此,SIM卡,更确切的说它的UMTS版本,UMTS SIM (USIM)卡,是服务的基础保护喜忧参半。

喜忧参半雇佣了三个包错误恢复计划以应对数据包损失可能发生在广播条件差。最重要的一个是使用前向纠错(FEC)编码,它允许恢复丢失的数据包没有任何服务器交互。选举委员会可以用喜忧参半下载和流交付。喜忧参半的下载服务,定义两个额外的文件修复机制。第一个使用点对点的连接来显式地请求文件的缺失的部分。第二个使用点对多点人提供多个终端同时缺失的部分。

多媒体服务的质量主要取决于所使用的音频和视频编解码器的压缩效率和数据速率编码音频和视频数据。喜忧参半重用标准化,先进的音频和视频编解码器。视频编解码器是h / AVC [6,7]。喜忧参半的最新版本支持图像QVGA分辨率高达(320240像素)和帧速率每秒30帧。对于音频来说,高效的AAC编解码器(第2版20.)和各种AMR编解码器(窄带(21),宽带(22),和增强宽带(23支持])。在当前喜忧参半发布流媒体的传输速度交付仅限于256 kbps。高比特率持有者正在发展中。

清楚定义了基本组件交付视听内容的加密。然而,喜忧参半并不指定附加服务提供者如节目指南或支持投票等互动服务交付的视听内容。相反,这些额外的功能是开放移动联盟(OMA)指定的“移动广播推动者”这个词,或缩写为广播地址1.0 (13,14]。节7我们将解释广播地址1.0及其应用,详细清楚。

如果相同的多媒体服务应提供在地理区域由几个细胞甚至整个国家,额外的优势可以从固有的单频运转UMTS网络。在单频网(SFN)模式下所有的细胞都使用相同的载波频率,因此终端本身能够接收信号同时从多个相邻的细胞。这导致显著增加频谱效率,从而吞吐量在使用无线资源。

这种单一频率的有效开发网络在3 gpp喜忧参半叫做MBSFN性质。MBSFN操作目前由3 gpp指定作为WCDMA技术的增强。MBSFN也是一个主要驱动力在3 gpp工作项长期演进(LTE) [15- - - - - -18UMTS的])。除此之外,性能改进P-t-P和P-t-M持有者用于解决喜忧参半。

2.2。体系结构

清楚不需要架构更改现有的3 g网络。喜忧参半的新功能提供给运营商和服务提供商被分组在一个新的功能节点称为广播/ Multicast-Service中心(BM-SC)。BM-SC可以被看作是一个功能界面之间的内容交付服务和喜忧参半蜂窝网络提供的服务。对核心网络BM-SC控制喜忧参半的设置和发布运输持有者和喜忧参半传输的调度。

图2显示了广播/ Multicast-Service中心(BM-SC)符合现有的3 g体系结构。BM-SC引入的新功能需要一些扩展到现有的核心网络和运行节点及其相关协议。GGSN(网关GPRS支持节点)的扩展,它可以建立、管理和释放点对多点分布树中移动网络从BM-SC通知。喜忧参半的多播模式,GGSN只包括那些SGSNs (GPRS服务支持节点)到分布树,它提供用户持票人。以防喜忧参半的广播模式,SGSNs的BM-SC提供了一个列表,它应当包含在广播树分布。此外,GGSN扩展的能力收到BM-SC函数和IP多播流量转发到SGSNs参与多播或广播会话使用现有GPRS隧道协议(三磷酸鸟苷)。目前,是运行在单播的多播流量最小化影响到现有的3 g体系结构。使用的IP多播传输层之间的一种进化GGSN和LTE无线网络节点目前讨论,在部分将更详细地讨论9。3。

两个无线接入网络支持3 g-utran (UMTS无线接入网络)和GERAN (GSM / EDGE无线接入网络)功能添加到高效地交付喜忧参半的数据到指定的喜忧参半服务区;即地理区域相关的喜忧参半的服务活动。

GERAN喜忧参半,可以使用5在下行,每天播发或者刊登一个传输通道。根据调制方案和网络尺寸,传输信道容量之间可以实现32 kbps, 128 kbps。总细胞能力取决于数量的支持细胞的频率。

喜忧参半的UTRAN可能使用256 kbps /传输通道。几个喜忧参半持有者可以同时活跃在一个单一的UTRAN母舰。广播无记名实现细节UTRAN将节中讨论3。

2.3。广播/ Multicast-Service中心(BM-SC)

BM-SC的项子功能及其关系图中所示3。没有必要提供所有BM-SC子功能通过一个物理节点。是可能的主机服务公告,会话和传输和密钥管理功能在不同的物理节点。

2.3.1。发现和发布功能

用户服务发现/声明函数为终端设备提供服务通告。这些服务公告包含所有必要的信息,如多播服务标识符,IP多播地址、时间传播,媒体描述终端需求为了加入一个喜忧参半的服务。服务声明的XML编码的信息(24,25)和SDP (26格式和结构为信息单位,通常称为片段。清楚支持多种方式提供服务公告:

(我)交互式检索服务通告:HTTP [27)可用于获取服务声明片段(XML编码的信息元素,见上图)从用户服务发现/声明函数。(2)服务使用喜忧参半持有者宣布:服务公告碎片分布使用喜忧参半下载交付方法。(3)推动声明使用OMA(推28):服务公告片段被使用OTA-WSP或OTA-HTTP终端。在最简单的方式,服务公告片段可能是封装在一个或多个短信。

2.3.2。会话和传输功能

会话和传输功能包括所有相关的数据传输功能包括数据加密。函数是进一步细分为喜忧参半的传递函数和相关传递函数。清楚交付功能主要包括广播发送者,要么通过喜忧参半的下载提供文件服务(见部分5.1)通过喜忧参半或流的流媒体服务(见部分5.2)。

相关传递函数添加辅助程序等文件修复或接收报告。文件修复过程的目的是保证无误接收的文件交付喜忧参半。文件修复过程将更加详细地解释部分5。接收报告过程允许BM-SC收集接收统计信息。

2.3.3。隶属函数

隶属函数只需要清楚多播持有者。它是用于验证“加入”请求从一个移动接收机。身份验证请求发送的GGSN使用Gmb界面(见图3BM-SC)。成员函数可以被连接到密钥管理功能。

2.3.4。喜忧参半的密钥管理

喜忧参半的密钥管理功能是用来提供授权终端(例如,终端订阅特定喜忧参半服务)必要的密钥来解密接收到的文件或流。

图4概述了喜忧参半的安全功能和数据流。BM-SC负责的生成和分布清楚关键终端。一个终端请求需要解密数据的一个关键。这个请求也可能由一个消息从BM-SC表明关键更新。密钥管理系统是基于SIM或USIM卡的使用。SIM卡被普遍理解为2 g的智能卡系统,和USIM UMTS / 3 g系统的智能卡。首先,引导程序所定义的GBA(通用引导体系结构)29日)执行。引导过程包括几个步骤,在此期间,终端和BM-SC相互验证,达成一个共同的秘密,叫得清楚用户关键(MUK)。注意,MUK从来不是在空气中传播。两种不同变体的GBA存在,取决于UMTS的功能集成电路卡片(UICC)。UICC是理解为硬件智能卡包含SIM或USIM应用程序。UICC GBA_U基础版本,MUKs存储和进一步用于解密UICC内的其他键。基于终端的版本GBA_ME, MUKs存储和使用的设备,但UICC之外的。在这两种情况下,MUK随后被用来保护喜忧参半服务键(msk)传播的米奇(互联网多媒体键控)的消息44]。msk的可以推到,或要求的设备。msk是用来保护喜忧参半交通键(mtk),在米奇也传播消息,交叉喜忧参半的实际内容传播载体。mtk终于保护内容的密钥流和/或文件。键是用来保护传输中的数据喜忧参半用户服务应该经常改变潜在的黑客更少的时间来提取和分发给他们。这可以确保只有合法用户才能解密数据。特别是频繁re-keying行为作为一种威慑攻击者喜忧参半键传递给其他用户,允许他们非法访问数据在一个喜忧参半的用户服务。

2.4。在清楚服务交付阶段

在下面我们将解释得清楚服务交付期间的主要阶段。图5(来自[30.])显示一个时间轴的阶段(从上到下),实体(接收机、网络发送者)参与阶段,以及如何彼此相关的阶段。注意,大多数的网络程序是相同的广播模式和多播模式。差异将突出显示。

得清楚用户服务(发送方和接收方)使用喜忧参半持有者(网络)结合单播持有者,例如,对于文件修复或接待报告程序。

订阅(多播模式)
服务订阅建立用户和服务提供者之间的关系,它允许用户接收相关喜忧参半多播服务。服务订阅用户的请求接收运营商提供的服务(s),他同意一个潜在的支付相关服务。BM-SC订阅信息维护。的规范本协议获得的3 gpp规范的范围(例如它可以配置门户网站)。订阅不应该混淆与实际登记的用户服务。服务注册(如安全注册)是可能的,多播和广播模式。

服务声明
在这个阶段终端接收到接收特定的服务所需的所有信息,例如IP多播地址和端口号,使用编码器和解码器配置。服务公告可以通过互动(HTTP传送数据(27],喜忧参半,OMA-Push [28持有者。

用户服务启动
在这个阶段接收者发起一个喜忧参半的接待服务。喜忧参半的服务可以使用一个或多个喜忧参半持票人服务。喜忧参半的多播不记名,接收器上的启动触发网络中“加入”阶段。在这个“加入”阶段接收机变得多播组的成员。

会议开始
在这个阶段,发送方请求网络激活一个喜忧参半的数据载体。这样独立的启动或终止服务接收器的例子中,接收机可以激活服务之前或之后持有者喜忧参半服务被激活。此外,在这一阶段传输资源建立了对即将到来的喜忧参半的数据传输。

喜忧参半的通知
在这个阶段接收者了解即将到来的和正在进行的喜忧参半传输。无线接入网络的电池保护信号方法用于交付通知接收器。

数据传输
在阶段实际的数据传输到终端。

会议停止
在这个阶段,发送方会让一个喜忧参半的数据载体都失活。因此,无线网络可以自由分配传输资源。

服务终止
在此阶段女性停止某些喜忧参半的接待服务及其相关的持有者。如果接收多播无记名停止离开阶段网络是三角的。在这一阶段网络消除了接收机的多播组。

这就是喜忧参半的高级概述。在下一节中,我们将更详细地查看各个协议层。我们将用无线无记名实现开始,然后在协议栈,直到我们达到了喜忧参半的用户服务层。此外,我们还将描述的补充服务提供者定义的OMA广播地址。

3所示。无线GSM / EDGE和UMTS / WCDMA的持有者

3 gpp定义清楚收音机无记名实现GSM / EDGE和UMTS / WCDMA。喜忧参半的无线电无记名实现显然对这些不同无线接入技术。目前节概述并介绍清楚收音机无记名模拟的性能结果。

3.1。GSM / EDGE

在GSM系统中,清楚使用GPRS和边缘调制和编码方案(即CS1-4和MCS1-9 [1])。清楚也使用GPRS和边缘包数据通道(PDCH)喜忧参半P-t-M无记名,和无线链路控制/介质访问控制(RLC / MAC)协议层上2。喜忧参半持有者也支持multi-slot操作。在这种情况下,无线网络可以使用四每天播发或者刊登/喜忧参半。

介绍了两种改进,进一步提高GSM喜忧参半的性能:

(我)RLC / MAC与自动重发请求(ARQ)也称为包下行ACK /纳(PDAN)模式。在这种模式下,ACK /纳从16终端反馈提供在一个特定的细胞。这种方式,RLC终端没有收到正确的数据块是重播喜忧参半的电台不记名,终端可以使用增量冗余技术来重建一个错误数据块的重播。(2)RLC / MAC没有arq还叫盲目的重复模式。在这种模式下,RLC块重复一个预定义的次数,利用增量冗余技术,在下一个RLC块之前发送。

模拟结果(31日)表明,在40 kbps IP广播需要两到四个,每天播发或者刊登边缘信道编码在PDAN模式取决于用户的数量而需要四每天播发或者刊登在盲目的重复模式。注意,常规的点对点的边缘通道可以提供流媒体在相同的比特率使用两个,每天播发或者刊登但只有一个用户。三个用户,六是必要的,每天播发或者刊登四个用户,8,等等。因此,如果有两个用户在细胞中,清楚点对多点的人一样有效,成为一个常规的点对点连接与越来越多的用户更加高效。

喜忧参半的终端可能会基于现有优势硬件与软件更新支持喜忧参半信号程序。

3.2。WCDMA

收音机的UMTS使用WCDMA技术实现。在WCDMA,喜忧参半重用现有的逻辑和物理通道在最大可能范围内。事实上,实现WCDMA只需要三个新的逻辑通道,叫做喜忧参半控制通道(MCCH),喜忧参半交通通道(MTCH)和喜忧参半调度通道(MSCH)和一个名为喜忧参半的新物理信道通知指示器通道(密歇根州)。

MCCH携带细节关于正在进行的和即将到来的喜忧参半。MTCH带来实际的应用程序数据喜忧参半。MSCH提供信息数据MTCH计划。MTCH可以配置40毫秒或80 ms交错深度(创科实业)。创科实业提供更长更大的多样性的选择在用户数据的时域传播衰落变化。反过来,这产量提高喜忧参半的能力。

清楚通知指示器通道(密歇根州)是一种新的物理信道的可用喜忧参半的网络通知终端MCCH信息。这种方法被选为了节省电池电量。一位密歇根州表示中包含终端是否有MCCH新的或更改的信息。只要MCCH上的信息没有改变,终端不需要接收MCCH因此可以关闭接收方以节省电池供电。

MCCH, MSCH MTCH重用远期接入信道(FACH)代表运输和二级共同控制物理信道在WCDMA (S-CCPCH)。

P-t-P传播在喜忧参半重用现有的WCDMA共享或专用通道类型和将在以下小节讨论。

3.2.1之上。基于HSDPA P-t-P实现

HSDPA [3)是最有效的方式为用户设计基于快速通道终端的反馈。基于反馈HSDPA避免调度终端正在经历衰退时下降。此外,调制,正交相移编码或16 qam,信道编码速率动态选择利用最大可能扩展的理论瞬时容量广播频道被各自的终端。最后,混合ARQ (HARQ)使用增量冗余可以限制传输信道编码冗余立即需要的水平。

对于视频流,通常在一个较小的初始延迟约1秒可接受的请求为特定流后发送的问题。这个推迟预算允许高效的渠道依赖调度终端和HARQ重发;因此HSDPA的能达到更高的容量。

性能模拟视频流服务在[已报告32),对于一个典型的网络部署与国米站点距离1500年城市环境与用户3公里/小时的速度。表1总结了这些结果和每个细胞显示了Erlang能力部门用户95%满意。用户满意如果在99%的情况下需要数据包从流媒体播放缓冲区可用。换句话说,这意味着,用户满意如果发生播出中断是小于或等于1%的时间。显示的结果,没有接收机天线终端的多样性(“RxDiv”)。终端接收天线的多样性并不是一个要求在第一个喜忧参半发布期间推出的但可能是为了增加2007/2008的可用性高数据率在当地不同的报道。可以看出,接收机天线多样性几乎翻倍的容量。显然能力量表几乎线性的数据率。

3.2.2。P-t-M无记名实现

相比P-t-P无线电持有者,点对多点(P-t-M)持票人不使用反馈。提供的自增强HSDPA依靠终端的反馈,HSDPA不能用于P-t-M火炬手。P-t-M传输参数需要静态配置为提供所需的覆盖在一个特定的细胞。最低传输信号在单元边界,因此P-t-M持票人也可以大大受益于利用相邻细胞的信号传输相同的服务,也就是说,从soft-combining。对于软结合,要求传输同步的精度1创科实业+ 1槽(msec)。

能力3 gpp编制的结果(33)广播的64 kbps的情况没有和软结合假设终端功能结合2或3无线链接,每一个附近的基站。结果在图重现6,显示总传输功率的百分比(20 W)所需的基站实现一定的覆盖率百分比。

结果表明,软结合3无线链接可以显著减少6.5 dB的传输能量的要求。能力可以进一步增加了接收机天线终端的多样性。模拟不同的渠道模式(所谓的“3 gpp的情况”)已经表明,与天线终端多样性要求3 - 5分贝降低信号干扰加噪声比。

从部分电力需求、产能的同时持有者的总数可以直接计算所需的覆盖率百分比,考虑到大约20%的电力需要预留给控制通道。95%覆盖率的总清楚电池容量的1.7 Mbps因此可以计算假设接收机天线的多样性和软结合三个无线链接。没有显示在图6是所需的权力尺度近似线性的比特率的最大速度256 kbps支持/不记名。总电池容量因此可以用于灵活组合,64年,128年和256 kbps无线电持有者。

4所示。在UMTS喜忧参半持票人服务

清楚一般为IP数据包提供了两种基本的传输模式:广播模式和多播模式(3 gpp称之为“喜忧参半持票人服务”(34])。在本节中,我们将解释如何在UMTS实现这两种模式。在这我们将解释“计数”机制在UMTS和可能性之间的自适应选择P-t-P或P-t-M WCDMA持有者一节中提到的。

4.1。广播方式

喜忧参半的传输广播模式可以接收到所有终端有激活特定的接收广播服务在本地和在清楚服务区域为该特定服务定义。没有信息发送上行方向。一个终端,喜欢收到一个喜忧参半广播服务,只是听。UMTS网络没有活跃的接收者的信息清楚服务区。发送接收数据喜忧参半广播模式是没有保证的。然而,接收方可能能够识别数据丢失。喜忧参半的广播模式非常类似于现有广播系统优质/ dvb - h,甚至可以实现只使用下行广播传输,即上行UMTS的功能不是必需的。

4.2。用户计算增强广播和多播不记名服务

UMTS中的无线接入网络(UTRAN)所谓的“计算”或“原始选票”程序可以确定执行终端的数量在每一个细胞。共和党全国委员会发起的“计数”一旦共和党全国委员会需要知道的活跃的问题想要得到一个特定的喜忧参半的服务。这是用来确定最优传输载体,点对多点(P-t-M),点对点(P-t-P)或任何传播对于一个给定的喜忧参半服务被认为是细胞。

需要计算服务是表示在MCCH频道/喜忧参半。计数的问题需要揭示他们的兴趣得到共和党全国委员会的一个喜忧参半的传播。如果大量的问题希望得到服务,必须避免所有问题开始信号同时,为了防止网络超载。因此,使用概率应对计数指示。

喜忧参半计数收到指示时,问题执行随机决定的概率等于概率因素包含在计数指示消息将生成一个计数响应问题,或互补的概率不会生成一个计数响应。在后一种情况下问题持续监测MCCH MCCH直到最后的修改周期,如果另一个计数指示收到重复的随机决策过程。如果决定来生成一个计数反应,问题使用现有的信号过程表明它的存在(RRC连接建立闲置问题和细胞更新的问题URA-PCH状态)。

得清楚计算过程终止,如果问题检测到网络已经停止发送MCCH计数指示。

4.3。广播方式提高计数的用户

一个特殊模式喜忧参半的结果结合统计和广播模式。在接下来将使用术语“强化广播模式”(实证)指的是这种模式。与循证医学可以切换到P-t-P持有者如果合适或完全停止传播在一定细胞如果没有听(或不够)终端服务。循证医学以这种方式允许资源更加高效交付比香草广播模式将广播服务P-t-M无记名即使不听终端。

图7显示了不同情况下可能发生如果循证医学使用。内容交付的通道通常喜忧参半持有者通过核心网络广播给所有的共和党全国委员会。每个共和党全国委员会然后使每个单元控制一个明智的决定,根据计算过程的结果,是否应该传播特定的内容频道,如果它应该传播P-t-P或P-t-M持票人是否更有效率。

注意,循证医学可以被看作是一个优化的无线接入网络。更高的协议层是完全透明的循证医学看起来就像普通的喜忧参半的广播模式。

4.4。多播方式

在多播模式一个喜忧参半的终端接收数据显示兴趣多播服务的“加入”特定的多播组。网络让这个“加入”状态与网关GPRS支持节点的移动管理上下文(GGSN),服务GPRS支持节点(SGSN)和无线网络控制器(rnc)。当终端从一个领域转移到另一个地方,所有加入服务的“加入”状态也转移到新的服务节点。

5。流媒体下载喜忧参半

而喜忧参半无记名服务地址喜忧参半的传播过程在IP层,喜忧参半的用户服务地址服务层在IP层协议和程序。

喜忧参半的用户服务是一个工具箱,包括流和下载交付方法。这些交付方法之间的差别并不是或依赖于喜忧参半持票人服务。图8显示得清楚用户服务“下载”和“流”坐在喜忧参半的持有者服务是在前一节中解释。“下载”和“流”用户服务提供各种格式的媒体数据编码将更加详细地解释部分6。

得清楚下载交付方法旨在提高效率的文件分布,包括MMS等信息服务。下载交付方法允许通过单向喜忧参半持票人无错传输的文件服务。“下载”文件并存储在本地文件系统的手机。流交付方法用于连续招待会和上演在移动电视的应用程序。

图9显示了协议栈,用于喜忧参半。左边描绘了协议栈的一部分,这就需要一个IP单播不记名。右边显示了协议栈的一部分是设计用于在多播/广播持有者,因此构建在UDP。由于UDP数据包还可以发送单播持有者,右边的协议栈上也可以实现一个单播不记名。

可以看出,服务通告和其他元数据可以被交付通过单播和广播/组播连接。这意味着客户端可以例如下载服务公告相关信息从一个web页面或接收到的信息通过广播/多播无记名的方式与环境、社会和治理信息今天交付在播报dvb - h等服务。单播和广播/多播的交付服务公告信息也可以结合。有关提供程序,某些程序如点对点文件修复和接收报告需要一个单播连接而其他程序如点对多点文件修复(例如,思念的多播数据包)可以通过广播/多播持票人执行。适用于安全功能类似。其中一些如登记和MSK的分布要求单播连接而MTK等分布在广播/多播持有者。实际传输的媒体数据,流和下载,是为广播/多播持有者但据说已经超过,也可以做单播不记名。

5.1。下载交付方法

下载文件分布服务交付方法的目的是,在一个终端本地存储接收到的数据。它可以用来提供有效许多接收器任意文件从一个来源。现有content-to-person MMS服务,提供短视频剪辑与生活事件如足球比赛通过MMS,将大大受益于这个特性。今天,这些服务依赖MMS交割的点对点的连接。将来现有MMS子系统可以很容易干扰BM-SC然后分配剪辑通过喜忧参半下载。一个喜忧参半的原则下载交付如图10。

在清楚数据传输阶段交付的文件(见第1阶段在图10)。喜忧参半的喜忧参半的传播载体激活会话消息开始。这个消息触发无线接入网络的分页过程,通知喜忧参半的接收器对即将到来的传播。得清楚来人后成功地建立了BM-SC开始发送实际的喜忧参半的下载数据。包含在下载数据文件包含文件交付表(FDT)。笛子(35)通过UDP协议是用来发送文件。笛子协议允许联邦选举委员会保护文件和它使用[IETF选举委员会的框架36]。清楚数据传输后,持票人通过喜忧参半会话停止消息资源被释放。

在清楚数据传输阶段,某些手机可能体验包损失衰落条件或交接。自然地,完整的可靠性不能提供一个纯粹的单向分布方案,因为丢包率可以为一些用户过度。

三个包错误恢复计划是预见到下载交付方法。最重要的一个是使用FEC编码,它允许恢复丢失的数据包没有任何服务器交互。

“猛禽”前向纠错编码(37选举委员会的计划[]被选为依据38]。广播的新创建的选举委员会的数据包为所有接收器是有益的,它没有成功地重建原始的块。一般来说,猛禽代码可以处理甚至大文件作为源块。但由于手机数量有限的快速记忆解码,单个源块3 gpp释放6接收器可能只包含4100千字节的数据。因此,更大的源文件被分成许多块和联邦选举委员会修复符号为每个源生成块。如果使用交互式无记名的文件修复过程,独立维修数据发送到不同的接收器,甚至可以根据接收方的实际损失。相反,如果使用喜忧参半的持票人,相同的维修数据只发送一次到多个用户设备(问题)和修复数据应该适用于所有接收器与损失。因此,猛禽的rateless属性代码,例如,可能生成任意数量的选举委员会的冗余符号的一个源块,天车修复机制是非常有益的。

选举委员会的旁边保护,喜忧参半提供了两个其他类型的文件修复过程:一个是使用交互式持有者和另一个使用喜忧参半持有者。文件修复,喜忧参半客户机等待传输的文件或会议结束,然后确定喜忧参半的缺失数据下载。后来,它计算随机退下时间和随机选择一个文件修复服务器的列表。这时,一个维修请求消息发送到所选文件修复服务器的计算时间。文件服务器响应与修复维修响应消息包含所请求的数据,将客户端下载一个喜忧参半的会话,将客户端到另一台服务器,或者,描述一个错误情况。BM-SC也可能发送维修数据喜忧参半持票人(可能是喜忧参半持票人一样原始下载)作为修复过程的函数。产后的上述文件修复过程的性能分析(39,40]。

5.2。流交付方法

流交付方法用于连续接待和连续介质进行视频、音频或演讲。一个典型的例子使用流媒体应用程序的交付方法的转移渠道在移动电视服务生活。

RTP (41是用作喜忧参半的流媒体传输协议。RTP提供意味着发送实时或通过UDP流数据(见图9)。

如前所述包损失可能发生在扭曲的流媒体数据传输,将结果在接收端接收到的视频和音频质量。以防流的实时约束文件修复过程并不合适。相反,前向纠错(FEC) (42]。

至于下载交付猛禽向前纠错代码(37)可以用来增加喜忧参半无记名可靠性传输。rateless猛禽代码属于类的代码,可以生成任意数量的选举委员会的一个源块冗余符号。联邦选举委员会流捆绑概念图所示11实际允许的保护音频/视频数据一起同步信息(服务器)和可能解密信息。包的一个或多个UDP流可用于构建块来源联邦选举委员会保护。联邦选举委员会冗余信息传播在一个单独的交通流量。因为猛禽的代码是一个系统性的选举委员会的代码,接收者可以简单地忽略联邦选举委员会流,如果没有传输错误发生。

联邦选举委员会的优势流捆绑概念,如图11联邦选举委员会效率是增加保护多个数据流在一起,因为联邦选举委员会的代码能够工作在一个更大的部分数据。

图12描述了一个或多个如何几个可能的数据包流的不同类型(音频、视频、文本RTP和流媒体服务器,米奇流)被发送到联邦选举委员会层进行保护。

修改源数据包携带联邦选举委员会有效载荷与修复ID和一个新的流数据生成。接收者需要源和修理包和缓冲区来执行,如果有必要,联邦选举委员会解码。后适当的缓冲接收和恢复源数据包转发到更高的层次。

喜忧参半流交货也可以使用接收报告,也就是说,报告对收到的部分服务发送回服务器。接待报告程序允许操作员收集接待服务的统计数据和使用模式从实际的终端用户。

喜忧参半的用户服务框架是和谐与OMA广播地址和DVB cbm规范。特别是同一组支持音频/视频编解码器。因此,对于一个给定的利率喜忧参半能够提供相同的视听质量dvb - h。

6。媒体编解码器

清楚支持不同媒体类型,其中演讲,音频、视频和定时的文本是喜忧参半的支持下载和流交付。此外,清楚定义合成音频编解码器,静态图像,位图图形,矢量图形和文本仅供在喜忧参半中使用下载服务。

在下面我们将总结已经指定了喜忧参半的编解码器下载和流媒体服务。可以找到支持的编解码器的全套(15]。

演讲中,一个可以选择的AMR解码器窄带语音和AMR宽带语音译码器(AMR-WB)宽带语音在16千赫采样频率。

音频编码,增强AACPlus (E-AAC可以使用)和AMR-WB +编解码器。

在3 gpp支持的两个不同类型的音频内容的音频编解码器进行了测试在不同的编码率。这些表征结果总结在表2和3。

视频编码,喜忧参半使用h / AVC (6,7]。自媒体的动态协商编解码器在广播/多播服务不可行,h / AVC是唯一新的视频编解码器推荐喜忧参半。

喜忧参半的当前版本指定基线配置文件在1.2水平。在这个概要文件/水平组合,视频内容可以编码QVGA分辨率(320240像素)和30 fps。

除了语音、音频和视频,清楚还支持“定时文本”。定时的文本呈现的文本终端,与其他定时同步视频或音频等媒体。定时的文本字幕等用于广泛的应用,烫金,和其他视觉注释的媒体。定时文本喜忧参半重用的文本规范(43)最初指定的分组交换流(4]。

7所示。服务层组件

清楚定义了所有必需的组件传输视听内容清楚设备的能力。然而,喜忧参半并不包括所有服务层的功能从有线电视或卫星电视网络。最值得注意的是,清楚没有指定的服务指南或节目指南描述了可用的节目或频道在一个用户友好的方式。此外,互动必须紧密集成到服务及其体系结构,允许简单的和用户友好的访问。服务访问保护内容和保护也顺利地紧密集成到服务指南和服务购买或订阅机制。因此,需要一些额外的功能除了喜忧参半的一个完整的和用户友好的服务。

开放移动联盟(OMA)定义了这样一组功能,称为“移动广播推动者”,或者缩写1.0广播地址。详细,下面的函数是定义在广播地址1.0:服务指南,文件和流分布相关的协议和机制(如火修复和前向纠错(FEC),通知功能、服务和内容保护、服务交互,服务供应、终端配置、漫游和流动性支持,为每个函数和后端接口规范。广播地址1.0是一个通用函数集。然而,为了更好的与广播系统集成,OMA定义适应一些特定的广播系统。这些包括IPDC / dvb - h、3 gpp2 BCMCS,尤其是这里,3 gpp喜忧参半。因此,广播地址1.0可以很好地结合喜忧参半,结合整体移动电视服务系统。

之前提到的两个功能的特殊重要性和解释一些细节:服务指南和服务保护。广播地址服务指南(SG)是一个广播地址的核心组件的推动者。它包含的信息描述服务和程序,有一些部分针对最终用户,针对设备的其他部分。SG是编码在一个基于xml的格式,结构为信息单位,所谓的碎片。有单独的片段,描述服务和项目时间表,“收听”所需的技术细节和接收服务,交互性,用户附加信息,购买和交付相关信息。图13显示了广播地址SG的逻辑结构。然而,很多片段并不强制用于特定的服务。简约的SG,描述了一个不断持续的电视频道将例如只需要一个“服务”片段(描述服务,例如,频道名称)和一个“访问”片段(描述技术参数接收服务,像编解码器和IP端口信息)。然而,更多详细信息描述项目的顺序,使得使用SG更加复杂。SG捆绑打包成一个特定的容器碎片,称为服务指南交付单位(SGDU)。此外,所有当前的全部碎片和分组成SGDUs所谓的服务指南中描述的服务交付描述符(SGDD)。SGDUs可以通过广播/多播传送,在那里他们通常是经常重复,在单播或需求。交付对广播夺资源服务交付,因此只有首选的系统,不能依靠一个单播通道交互。然而,在3 g系统按需交付SG是有利的,当一个设备或其用户决定它需要额外的信息,例如,以防设备上的信息只包含信息未来的一段时间。服务指南在本质上是动态的; on-the-fly changes and updates of the SG and its fragments are possible.

服务保护是另一个重要功能。事实上,服务保护紧密耦合的整体控制服务交付和最终用户计费;控制服务的价值链参与者保护通常还会发送账单给最终用户。因此,服务保护不仅有技术的作用,也是紧密相连的业务控制和业务模型。为了更灵活,广播地址定义了两种不同的解决方案服务的保护,称为概要:智能卡简介和DRM概要文件。不过两个配置文件遵循同样的原则的关键层次结构,如图14。关键等级意味着音频和视频媒体流不直接只有一个密钥加密。相反,短期内的媒体流加密密钥,而经常变化(例如,每5分钟),在与媒体流播放。短期关键本身(对应于前面提到的MTK喜忧参半)与一个长期密钥是加密的。长期密钥(对应于MSK)变化的频率更低(例如,一天一次或每周),运输设备在点对点通信。长期密钥本身是用一个共享密钥加密(对应于MUK),事先已经同意发送方和接收方之间。

OMA广播地址智能卡简介来自喜忧参半安全和GBA如上所述,但提供了一些扩展。在智能卡的概要文件,共享密钥(图层1 (L1)如图)是基于密钥存储在一个SIM或USIM ISIM也在网络。从存储键,用于通信的共享密钥派生的引导过程。长期的键(L2)和短期键(L3)发送消息后,米奇(44)的格式。媒体流(L4)流运输使用加密传输协议。广播地址支持要么SRTP [19]或ISMAcryp [45]或IPSec [46]。

DRM概要文件,共享密钥(L1)是基于DRM公钥由一个中央权力机构颁发的证书发送方和接收方,并相互身份验证在DRM登记程序。长期的钥匙(L2)发送DRM权利对象,这是一个已知的容器格式键(使用内容和权限)。短期内键(L3)在一个特殊的广播地址发送消息格式。至于智能卡简介、媒体流(L4)流运输使用SRTP [19],ISMAcryp [45]或IPSec [46]。

OMA的规范广播地址在2007年6月完成。首先互操作性测试已经完成的公司参与bmcoforum [47同月。

8。用例:移动电视在UMTS喜忧参半

在本节中,我们总结仿真结果从[48]显示喜忧参半的能力改进将增加一个UMTS网络。我们假定一个喜忧参半的配置使用广播结合“计数”,通常被称为“强化广播模式”(见部分4.3)。

我们假设一个移动电视服务与20移动电视频道,每个交付128 kbps。渠道利益不是均匀分布的。我们假设通道0 & 1选择每个在25%的情况下,通道2 15%,通道3在10%的情况下。剩下的16通道选择1的概率相等,56%。为简单起见,我们假设通道仿真期间不会改变。

移动电视使用模型来源于统计数据的使用和查看模式中获得“Fin-pilot”研究[49]。在我们的模拟中,我们假设每个用户观看移动电视在12小时内总共30分钟。会话长度分布指数平均值为12.6分钟。

用户可以切换不同的渠道在移动电视会议。用户看一个频道为指数分布的时间平均为3.25分钟。关闭移动电视接收的用户尽快的结束会话。

48个细胞的细胞集群用作模拟蜂窝网络拓扑。我们进一步假设喜忧参半增强广播方式(见部分4.3使用)。在这种模式下,一个共和党全国委员会可以决定基于信息通过计算一个点对点或点对多点持票人是否更有效率。我们进一步假设实现点对点的不记名的HSPA无记名,点对多点广播持有者需要两倍的无线电资源而HSPA持票人。我们进一步假设每个细胞都有能力提供与点对点HSPA 16个并发用户。使用点对多点传输时,可用点对点能力相应降低。

移动电视用户随机分布在细胞集群。我们不同的用户每个细胞密度60至190用户。注意,在城市地区移动用户密度通常是大约300用户。然而,移动电视服务的可寻址市场以来今天是远低于100%并不是所有的用户都是感兴趣的服务,并不是所有的用户都有电视功能的手机。今天的市场调查表明10% - -15%的可寻址市场。通过限制自己190移动电视用户我们仍然可以捕捉未来几年市场起飞。

由此产生的通道使用每个细胞不同的通道选择概率如图15。可以看出,每个细胞的概率为140用户的低利率渠道4 - 19是看着很低。使用通道0(通道选择概率25%)平均1.45用户每个细胞,而每个细胞通道4 - 19有0.09用户。最大数量的同时观察者每通道当然更高。

在图15我们展示了各种网络配置的阻塞概率。所有20个频道播放情况由于阻塞概率在这种情况下是没有显示零过多的无线电资源消耗为代价的:20总是广播将在每一个细胞。

这个案子只对应于单播传输,使用HSDPA。从120移动电视用户每个细胞起阻塞概率开始增加,在160用户每个细胞达到1%。一个可以看到阻塞概率可以大大减少了引入只有几个广播持有者。2广播持有者()阻塞概率保持低于0.5%甚至190移动电视用户每个细胞。

用户每细胞密度190用户对应的情况大约30%的用户总数是订阅了移动电视服务。

9。得清楚进化

喜忧参半的演变从版本6 3 gpp 3 g网络是两个主要标准的轨迹发展的一部分,如图16:

(我)WCDMA的进化,(2)3 g长期演进UTRA,称为3 g LTE(用进阶3 gpp规范)。

WCDMA的进化包括改善P-t-M无线电持有者喜忧参半,主要引进所谓喜忧参半单频网络(MBSFN)和HSPA进化,允许更高的容量使用P-t-P无线电持有者。在3 gpp版本7还支持单播持有者像流4,5)或OMA推(28)作为一个喜忧参半的用户服务的一部分已被添加。的用例驱动的单播持有者进入喜忧参半的集成访问一个喜忧参半的服务在家庭网络访问网络不支持相同的喜忧参半的服务在家庭网络或不支持喜忧参半。

在一个平行的轨道3 gpp标准化UTRA的长期演进,称为3 g LTE(用进阶3 gpp规范)。LTE是3 gpp 8版的一部分,在36-series规范中定义的。最初发布8 LTE计划包括增强喜忧参半和在这一领域已经取得了显著的标准化工作。然而,2008年初喜忧参半被转移出8和释放到释放9。2009年12月排名95%完成了3 gpp规范。

LTE喜忧参半相关方面解决这里捕获的状态3 gpp协议时的转变,为的18]。

LTE的主要目标是(50]:

(我)提高频谱的灵活性,(2)增加细胞边缘和细胞平均吞吐量,(3)高效的喜忧参半的支持,(iv)简化架构。

最重要的创新在LTE对喜忧参半的支持更大的载波带宽,在物理层中使用OFDM调制MBSFN、高效和灵活的支持。

MBSFN原理都是相同的进化轨迹,因此首先介绍了以下两个共同点。

9.1。喜忧参半单频网络

如果相同的多媒体服务应提供在地理区域由几个细胞甚至整个国家,优势可以从固有的WCDMA和LTE的单一频率运行,也就是说,所有的细胞都可以使用相同的载波频率,因此终端本身能够接收的信号同时从多个细胞(51]。如果不同的细胞传递不同的信息,那么信号干涉终端接收机。user-individual服务,而这不可避免,可以避免注液电池干扰广播服务通过发送相同的信号从所有细胞同时在服务区域。注液电池的消除干扰,显著提高频谱效率,从而使用无线电资源实现吞吐量。

这种单一频率的有效开发网络在3 gpp喜忧参半叫做MBSFN性质。MBSFN操作目前由3 gpp指定作为WCDMA的增强。MBSFN也是一个主要驱动力在3 gpp工作项长期演进(LTE)(参见下一节)。

如果整个载频致力于使用MBSFN传输广播,这样的专用喜忧参半航母显然不需要与一个关联的上行载波。因此有机会操作专用喜忧参半航空公司也未配对的频带。在潜在合适的频段有以下:

(我)UMTS核心区间:1900 - 1920 MHz和2010 - 2025年MHz-designated UMTS-TDD操作,目前已经注册但未使用的在大多数国家。(2)UMTS扩展区间:2570 - 2620 MHz范围之间的UMTS FDD上行和下行。决定使用是在欧洲国家政府。这个范围内的上部毗邻FDD下行可用于喜忧参半专用的航空公司,没有清楚之间的共存问题专门的运营商和FDD下行。(3)地面电视广播的一部分乐队470 - 862 MHz。由于从模拟电视转换到更可怕地高效的数字电视,人们普遍认为这个乐队的一部分可以从地面固定空出电视广播服务。这个所谓的“数字红利”可以用来介绍移动电视服务基于喜忧参半。

9.2。WCDMA的进化

9.2.1。MBSFN

介绍WCDMA, 3 gpp MBSFNs FDD在版本7,2007年TDD。发布8这是进一步发展成为集成移动广播(IMB),目的是在未配对频谱。IMB MBSFN FDD的原则是相同的,只是添加了一个新的同步代码来解决潜在的细胞搜索问题遗留TDD的终端。

在传统的WCDMA下行,所有的物理通道细胞,除了同步频道,炒的特异性主要或次要加扰码。而加扰码用于区分细胞,采用正交用于不同的计算单元内多个目前多路复用通道。

与正交蔓延,接收器不经历自己的电话干扰当基站信号穿过平坦的通道。先进的接收器能够消除自己的电话干扰甚至在非平坦信道的情况下,芯片使用,例如,线性MMSE均衡器或G-Rake技术。由于缺乏信号正交性;然而,这些接收器不抑制其他细胞干预有效。

相比之下,在MBSFN传输模式相同的用于所有参与细胞。当不同的基站使用相同的波形simulataneously发送一组通用的喜忧参半的内容频道,然后与接收信号来源单一的传播信号穿越严重分散渠道,其中每个路径对应于一个基站发射机和接收机之间的信号路径如图17。在这种情况下,其他细胞信号共享相同的正交特性的信号。因此,一个先进的接收机(例如,zero-forcing均衡器)不仅收集信号能量由多个基站信号,但也摆脱干扰产生由于多路径和来自多个基站的传输。为了利用由此产生很高的SINR,版本7增加了支持16 qam的S-CCPCH MTCH映射。这提高了频谱效率显著喜忧参半的WCDMA网络。

为了限制接收机复杂度,延迟扩展需要是有限的,因此细胞MBSFN需要发送相同的信号在同一时间。

同步的几个微秒是必需的。NodeBs的同步连接到一个共和党全国委员会是由共和党全国委员会保证。因此,同步并不能确保跨共和党全国委员会和MBSFN不支持共和党全国委员会。

MBSFN模式,提出了应用程序的细胞有多个运营商的一些操作在MBSFN模式使用细胞共同地和一些操作在正常3 gpp版本6模式使用细胞特定的匆忙。可以将多个喜忧参半的物理通道目前多路复用专用载体。然而,同样的渠道化代码是用于所有基站传输相同的喜忧参半的内容频道。此外,当然通常的3 gpp版本6时间多路复用喜忧参半广播持有者是可能的。

表4报告MBSFN频谱效率的结果(52]从无线电网络模拟与2800国际网站获得距离、3部门/网站,市区传播环境下,通道模型“车辆”,用户移动3 km / h。性能指标是频谱效率实现提单覆盖率为95%和1%。

结果显示3 gpp的接收器2型(实现G-RAKE或相关技术)和3 gpp 3型脊髓灰质炎病毒引起(如2型+实现天线多样性)。3型脊髓灰质炎病毒引起先进接收器可以平衡,也就是说,利用信号,从最近的7 NodeBs频谱效率超过1 b / s /赫兹可以达到16 qam是否录用。高级3型脊髓灰质炎病毒引起接收器或少的情况下,国米站点距离明显增大,这只能使相等,信号从3 NodeBs光谱效率仍然是0.6 b / s / Hz。

更高的电池容量还允许更高的持票人数据率,从而支持的最大载体数据率已增至512 kbps。电池容量是几倍512 kbps,启用时间切片的传播服务,每个服务映射到一个女士2子帧广播帧。这大大提高了接收机电池储蓄。

9.2.2。HSPA进化

HSPA包括HSUPA和HSDPA。被描述的部分3.2。1,可以用于HSDPA喜忧参半P-t-P无线电持有者。HSDPA的进化,3 gpp规范2所示2米姆和增加64 qam调制命令从16 qam 3 gpp版本7,为了大大增加每个用户的数据率和系统容量。

为HSPA进化选择的天线系统方案采用多个码字允许传输两个分别编码流的问题。因此,每个数据流分别编码,调制和传播。15码传播(传播因子16),可HSDPA在流中重用。在天线上传输,调制和传播信号空间使用酉变换加权(指令)。权重是取自相同的码书用于闭环发射分集模式1。适应的联系,问题报告流的数量,空间重量(pre-coding指数)和传输速率,它喜欢。HARQ操作流之间的独立。

版本6 HSPA系统支持使用16 qam在下行。对于室内或小细胞系统的部署,提高信噪比,从而可以支持64 qam调制。每个用户可实现的最大数据速率64 qam 21.3 Mbps。而米姆和64 qam不包括在版本7,这对将来的版本中被认为是。

部分9。4提出了一些性能结果进化HSDPA和LTE P-t-P传输的结果。

9.2.3。平面结构

3 gpp已经标准化的一个可选的公寓建筑的WCDMA发布8,如图18。共和党全国委员会的功能可以集成到核心网络中的节点b和IP多播支持NodeBs。功能和信号通过Iur界面添加了支持必要的NodeBs之间的协调,尤其是对MBSFN NodeBs之间的同步,在古典建筑是由共和党全国委员会执行的。

9.3。在LTE喜忧参半

清楚在LTE使用一个进化的体系结构中,为了支持MBSFNs高灵活性,这是一个重要的设计目标从一开始的LTE。需要一个喜忧参半的架构支持广播内容的严格同步传输时间在许多细胞网络。此外,LTE是需要支持MBSFN传输和用户个人服务在同一载体。架构需要支持的协调分配无线资源MBSFN传播的载体在所有细胞内特定MBSFN参与

图19显示可能的候选架构已经在3 gpp讨论。架构是基于改进的体系结构早期版本。

以下提出了逻辑实体:

(我)E-MBMS瓦:实体位于之间的内容提供者和eNode Bs。喜忧参半兆瓦将参与喜忧参半的会话开始/设置,并还将参与使用MBSFN喜忧参半服务(即内容同步。,3 gpp中定义的mUPE功能)。这个实体将进化包的核心的一部分。这种逻辑实体的详细功能SA2 / CT工作的范围,例如,FFS如果这个实体将在用户平面和控制平面分割的部分。(2)多国评价:实体负责协调MBSFN传输的使用LTE跑。这个实体预计LTE跑的一部分。多国评价将负责所有eNode Bs在给定的区域。

此外提出了引入以下逻辑接口:

(我)M1是一个逻辑接口之间的喜忧参半GW和eNode Bs。这个接口的传输将基于IP多播。喜忧参半的内容很可能需要传输在一些框架或隧道协议,为了支持内容同步和其他功能。IP多播信号将被支持TNL层为了让eNode Bs加入一个IP多播组。(2)平方米是一个逻辑控制接口之间的多国评价和eNode Bs。这个接口是用来协调喜忧参半的设置服务MBSFN eNode Bs的操作。预计的多国评价将主机角色协调,而eNode Bs为多国评价提供反馈。预计M3也会有相同的信号传输层S1 / X2。这不是杜绝eNBs M3接口可以终止。在这种情况下,多国评价被认为是eNB的一部分。因此M2在这个场景中不存在。这是描绘在图19描述了两个设想部署选择。在左边的场景描绘多国评价部署在一个单独的节点。然而,在这种情况下,MBSFN集成控制的多国评价只能由细胞属于eNB托管多国评价。右边的场景多国评价是eNBs的一部分(3)M3是一个逻辑清楚GW和多国评价之间的控制接口。这个接口有类似喜忧参半功能目前指定超过Iu (RANAP),这意味着多国评价预计共和党全国委员会的角色对于资源设置喜忧参半,而喜忧参半GW SGSN的角色。预计M1将有相同的信号传输层S1 / X2。

设备上装。LTE下行物理层

在下面我们提供简要介绍进下行物理层(53]。EUTRA高速的下载使用OFDM,因为它有效地支持灵活载波带宽,使频域调度,是适应传播延迟,尤其有利于SFN广播配置,并且很适合于多输入多输出(MIMO)处理。

可能在截然不同的频谱分配是必要的。不同的带宽是由不同数量的副载波实现用于传输,而副载波间距保持不变。以这种方式操作在频谱分配的1.25,2.5,5、10、15、20 MHz可以支持。由于OFDM提供的细粒度频率,一个平滑的迁移,例如,2 g频谱是可能的。频分双工(FDD),时分双工(TDD),并结合FDD / TDD,支持允许操作配对以及未配对的频谱。

采用副载波间距15 kHz,允许简单实现的双模式Rel-6 / LTE终端可以使用相同的时钟频率。减少延迟,选择槽时间短0.5毫秒,对应于七个OFDM符号。循环前缀长度为4.7年代足够处理大多数单播的延迟扩展场景中,只有添加温和的开销。非常大的细胞,细胞和超过120公里半径,用大量的时间分散处理降低OFDM符号的数量在一个由一个为了扩展槽循环前缀,至16.7年代。多单元广播服务支持的传输相同的信息从多个基站(同步)。到终端,从所有基站接收到的信号会出现多路径传播,从而含蓄地利用OFDM接收机。

图20.概述了更详细的LTE下行传输的时域结构。每1毫秒子帧包含两个槽的长度ms。每个槽然后由一个OFDM符号的数量。

一个副载波间距kHz对应于一个有用的符号 年代。整个OFDM符号时间是那么的和有用的符号长度时间和循环前置。如图20.LTE定义了两个循环前置长度,正常的循环前缀和一个扩展的循环前缀,对应于七和六个OFDM符号分别为每槽。确切的循环前置长度可以从图中获得20.。应该注意的是,在正常的情况下循环前缀,循环前置长度第一OFDM符号的位置略大一些,而剩下的OFDM符号。

扩展的循环前缀的主要用途是将MBSFN-based多播/广播传播。

除了15 kHz副载波间距,降低副载波间距kHz也定义了LTE和专门针对MBSFN传播。的使用也减少副载波间距尺度OFDM符号时间的两倍,因此提供了两倍的时间循环前缀(≈33.3年代)。

也考虑下行时域结构,上面提到的资源块由12副载波在0.5毫秒槽,如图21。每个资源块组成 84年资源元素的正常循环前缀和72年资源元素的扩展循环前缀。

每副载波每个OFDM符号可以由正交调制相移键控(QPSK), 16-quadrature调幅(16-QAM)或64 - qam调制方案。

下行共享信道(DL-SCH)传输通道使用物理层提供P-t-P无线电持有者以及P-t-M无线电持有者的反馈问题。后者传输方式可用于清楚如果用户每个细胞的数量很小,通常小于10,所以不会导致高的反馈信号负载。反馈可以适应特定的无线电传输参数条件下的几个用户和HARQ重传。

9.3.2。MBSFN

如果更多的用户特定喜忧参半的出现在一个细胞,细胞中广播的无线电传输更合适,可在单细胞或多细胞传输模式。在单个细胞模式清楚服务传输到特定用户只从单个细胞。支持多单元传动通过妇幼保健(多播频道传输通道。多单元的传播本质上意味着细胞传输喜忧参半的服务配置,形成一个MBSFN(参见部分9。1)。如果一个MBSFN使用一个特定的妇幼保健,建立相同的妇幼保健信息传播时间一致从一群细胞相同的传输格式和相同的资源分配和相同的地(cell-group-specific匆忙,见上图)。从一个问题的观点来看,等多单元的妇幼保健传播将会出现单妇幼保健传输通道的聚合渠道问题的每一个细胞。

妇幼保健可以时间多路复用的子帧粒度1与其他女士像下行共享信道传输通道(DL-SCH)用于单细胞点对点传输。

为了能够正确解调多单元妇幼保健传播,聚合的问题需要估计信道MBSFN所涉及的所有细胞。这是可能的,特定参考信号(“MCH-specific参考信号”)是必要的。MCH-specific参考信号是相同的(相同的时间/频率位置和相同的参考信号序列)参与MBSFN的所有细胞。基于这样的参考信号,问题可以直接估计所有细胞的聚合频道参与MBSFN。

聚合通道细胞参与MBSFN通常会有一个大延迟扩展由于不同的传播延迟以及残余transmit-timing差异。来处理这件事,LTE OFDM循环前缀定义了3种不同值:4.67年代,16.7年代和33年代。信号eNBs CP时间内到达问题同步点贡献有用信号能量,从而提高覆盖率。外信号到达CP造成干扰。由于CP不包含用户数据,其长度是可用的时间分数之间的权衡,用户数据和CINR价值实现所需的概率MBSFN地区。如果不使用MBSFN,最短的CP在几乎所有传播环境中就足够了。如果MBSFN超过几个细胞组成的,16.7的CP应该使用年代。在“高功率高塔”网站是可用的或部署在低频段,可以实现良好的覆盖与更高的网站之间的距离,在这种情况下延长长CP 33应该使用年代。为了限制相对CP强加的开销,OFDM核心符号持续时间的配置也翻了一番 年代,副载波间距减少一半载波带宽不变。

基于的假设由3 gpp,最初的无线网络进行了模拟。研究的结果发表在[54]。关键参数如表所示5。

图22显示了实现广播频谱效率与网站距离多单元广播的情况下。子帧的频谱效率是有效的分配给MBSFN传播。在释放9喜忧参半最多6每10子帧可以分配给MBSFN传播。大型集群的细胞信号同步传输相同的广播内容从而实现聚合收益,避免强注液电池干扰。可以看出,1个基点/ Hz的频谱效率要求,实现网站的距离约1850米的国际网站的距离(ISD) 3 gpp仿真场景””,也就是说,在2 GHz的乐队和20 dB室内渗透损失,和多达4700”的情况”,也就是说,在900 MHz频带和10 dB室内损失(53]。自然,容量随增加分离发射器每发射机的力量被认为是固定的,细胞的比例是如此遥远,远到他们造成干扰,而不是增加提供有用的信号。

9.4。PTP无记名LTE和HSPA进化的性能

在[15]吞吐量结果基于3 gpp协议的进阶电流假设已经出版的无线电资源同样在所有用户共享。这里我们更感兴趣流,所有用户需要的能力大致相等的吞吐量。原始数据是用于(15)已处理来得到一个估计的流能力每个细胞和5 MHz如表所示6,用户之间的无线电资源分割跟踪每个用户的信道质量。这个表是基于用户95%满意。这估计是为了显示技术潜力,,例如,完美的信道估计,错误反馈和无视发射机障碍。

我们从这些利率计算每个通道的渠道对于一个给定的数率。从这个和5%阻塞我们计算相应的负载,并从这个和每个用户之前的负载能力的用户。假设600潜在用户的每个细胞(活跃的和不活跃的)结果绘制在图23。

与LTE可以看出,即使是256 kbps,即使实际上所有潜在的订阅者订阅服务,每个用户都可以使用该服务平均每12小时25分钟。

10。结论

移动网络已经从语音电话网络多媒体分发网络。移动电视服务已经变得非常流行在过去两年。除了流行的电视频道,产品通常包括特殊的移动版本的亮点每周的电视节目,如系列和喜剧,作为循环通道。

虽然今天的技术,如HSPA提供足够的能力新的移动电视服务的介绍阶段,可以预见的是越来越受欢迎的服务可能迟早会导致产能瓶颈。因此,3 gpp规范早在2002年就开始为GSM / UMTS广播/多播服务。

喜忧参半将广播和多播功能添加到现有的GSM / UMTS网络。喜忧参半的功能可以通过所谓的广播/多播服务中心提供的功能(BM-SC), 3 gpp中的一个新的逻辑节点体系结构。一起新的点对多点无线持有者喜忧参半允许高效的流和文件交付大用户组与各种错误保护和恢复选项。相关的应用程序和服务层定义的功能开放移动联盟(OMA),在移动广播服务1.0(1.0广播地址)规范,这在2007年完成。

喜忧参半已指定,广播/多播服务可以一起在同一个广播运营商语音和数据服务。这给手机运营商最大的灵活性。各种网络配置喜忧参半支持范围从单一的多播/广播传输在一个全国性的单个细胞,单频网络,广播相同的内容(例如,电视频道)在整个国家。

规范UMTS喜忧参半的无线接入网络(UTRAN)使近似的估计或问题的确切数字细胞目前感兴趣的特定内容频道喜忧参半。这允许无线接入网络做出最佳的决定如果和广播服务应该如何在一个特定的单元格:通过P-t-P或P-t-M无线电持有者,要么一无所有。因此经常“强化广播模式”一词是指这个喜忧参半的配置。

喜忧参半支持标准化的、先进的音频和视频编解码器。使用视频编解码器是h。图像QVGA分辨率高达(320240像素)和帧速率支持30 fps。为音频、高效率AAC版本2编解码器,各种AMR编解码器(窄带、宽带和增强宽带)支持。

仿真结果表明,启用一个喜忧参半的UMTS 3 gpp释放6网络能够提供20移动电视频道移动电视用户数量,相当于大约30%的所有订阅者。

在3 gpp版本7和8喜忧参半广播能力在更大的地理区域提供相同的服务(MBSFN)是大大改善。如果所有的细胞都使用相同的载波频率,终端能够同时从几个细胞接收的信号。注液电池的消除干扰,显著提高频谱效率,从而使用无线电资源实现吞吐量。MBSFN都是一种增强,基于WCDMA技术和LTE网络。与LTE甚至可以时分多路传输MBSFN和单播传输相同的载波频率,从而提供最好的集成的高性能广播和个人用户提供服务。

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