LTE:eMBMS介紹


MBMS簡介

 

MBMS(Multimedia Broadcast Multicast Services)支持在蜂窩系統中提供多播/廣播網絡,從而實現在單一網絡中同時提供多播/廣播和單播服務。

  廣播網絡有幾個顯著的特點:

  • 很大的覆蓋范圍;
  • 在覆蓋范圍內的用戶在同一時間收到的是相同的內容;
  • 無線接入網絡不會跟蹤用戶的移動,即不關心用戶在哪里接收廣播內容;
  • 用戶接收內容時無需也不會通知網絡。

 

  在MBMS中,位於某個特定區域的多個UE將收到相同的內容,這個特定區域被稱作MBMS服務區(MBMS service area,並通常由多個小區組成。每個加入發送該MBMS服務的小區,都會配置一個點到多點的無線資源,並且注冊了該MBMS服務的所有用戶都可以同時接收到相同的傳輸信號。將MBSFN傳輸用於多小區廣播/多播要求小區間緊密的同步和來自不同小區的信號的時間對齊。

  MBMS在設計過程中考慮了2個非常重要的方面:提高覆蓋范圍降低終端功耗

  多播/廣播業務是為多用戶服務的,無法提供用戶特定的自適應參數配置,即無法針對單個用戶提供鏈路自適應傳輸,因此MBMS可提供的覆蓋,或者說可提供的數據傳輸速率,取決於鏈路質量最差的用戶。

  多小區廣播意味着多個小區會傳輸相同的信息,UE可以利用這點來有效地使用來自多個小區的信號功率,從而大幅提高覆蓋。通過在多個小區傳輸相同的信號(相同的內容、相同的編碼和調制),並且同步小區間的傳輸時間,UE接收到的信號就像是從一個單一小區接收到的,並且經歷了多徑傳輸。由於OFDM本身對於多徑傳輸的健壯性,這種多小區傳輸,在3GPP中被稱為MBSFNMulticast/Broadcast Single-Frequency Network傳輸,不僅提高了接收信號的強度,同時消除了小區間干擾(inter-cell interference)。

 

 

 

一個所有eNodeB能被同步並進行MBSFN傳輸的網絡區域被稱為MBSFN同步區域(MBSFN Synchronization Area。一個MBSFN同步區域支持一個或多個MBSFN區域(MBSFN Area)。在一個給定的頻率層上,一個eNodeB只能屬於一個MBSFN同步區域。MBSFN同步區域與MBMS服務區的定義無關。

  MBSFN區域(MBSFN Area由一個MBSFN同步區域內的一組小區組成,這些小區被一起協調以實現MBSFN傳輸。除MBSFN區域保留小區外,MBSFN區域內的所有小區都有益於MBSFN傳輸。UE可能只需要關注所配置的MBSFN區域的子集,例如:當UE知道其感興趣的MBMS服務在哪個MBSFN區域內傳輸時,它只需要關注對應的MBSFN區域即可。

  一個MBSFN區域內,不用於該區域的MBSFN傳輸的小區被稱為MBSFN區域保留小區(MBSFN Area Reserved Cell。該小區可被用於傳輸其它服務,但在分配給MBSFN傳輸的資源(子幀)上,要限制其發射功率。

  MBSFN傳輸帶來了幾個明顯的好處:

  • 由於UE可以利用接收自多個小區的信號能量,因此增強了接收信號的強度,尤其是同一MBSFN傳輸中的不同小區之間的邊界的信號強度。
  • 由於接收自鄰居小區的信號是有用的信號而不是干擾信號,因此降低了干擾水平,尤其是同一MBSFN傳輸中的不同小區之間的邊界的干擾水平。
  • 增加了分集來對抗無線信道上的衰弱。由於信號接收自多個物理位置分離的小區,從而使得整個聚合的信道呈現出高時間彌散性,或者說高頻率選擇性的特點。

 

  這些特點,顯著地提高了多播/廣播的接收質量,尤其是同一MBSFN傳輸中的不同小區之間的邊界的信號質量,進而顯著地提高了多播/廣播的數據速率和覆蓋范圍。

  低終端功耗是通過使用短時、高速率突發數據(short high-data-rate burst)而不是長時、低速率突發數據(long low-data-rate burst)來發送多播/廣播數據來實現的。這使得UE可以使用長周期的DRX,並偶爾醒來接收數據。在LTE中,這是通過時分復用單播和廣播傳輸,並調度不同的MBMS服務來實現的。

  MBMS最初是在3GPP Rel-6引入的,目的是通過蜂窩網絡為UMTS網絡提供廣播服務。從那時起,MBMS的標准化工作就一直在演進。在3GPP Rel-7中,引入了MBSFN以解決MBMS在小區邊界的信號傳輸問題。而eMBMS(Evolved MBMS)是3GPP Rel-9協議提出的應用在LTE網絡上的增強型廣播多播技術,支持更大的帶寬,能提供更多的頻道和更流暢的多媒體內容,用戶體驗也更好。eMBMS能夠顯著地降低運營商在LTE網絡上同時向多個用戶提供諸如視頻、音頻等高帶寬內容的成本。在Rel-10中,eMBMS新增了計數(counting)功能和接納控制(admission control)功能。計數功能可以統計MBSFN區域內對某MBMS業務感興趣的UE數量。接納控制功能則是根據當前無線資源情況、eMBMS業務之間的優先級、計數的結果等因素,由MCE決定是否建立新的eMBMS業務,或搶占現有的eMBMS業務的資源。考慮到LTE網絡中的多個小區可使用不同的頻帶,Rel-11版本對eMBMS業務的連續性進行了改進,以保證UE在MBSFN區域間移動時能繼續接收eMBMS業務,並且能在多個LTE頻帶中找到自己所需的eMBMS業務。此外,其它技術標准的改進也對eMBMS技術起到了推動作用。例如Rel-11中的視頻音頻編解碼器非常先進,能提供同時兼顧帶寬和質量的最佳方案,極大地提高了eMBMS業務的質量。


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