LTE網絡中E-MBMS技術概述及其專利發展情況

國家知識產權局專利局 孫志玲 謝 琳

LTE網絡中E-MBMS技術概述及其專利發展情況

國家知識產權局專利局 孫志玲 謝 琳

【摘要】E-MBMS技術被引入到LTE網絡中，使用廣播方式提升了網絡承載能力和網絡資源利用率，支持更多用戶開展多媒體業務。本文分析介紹了E-MBMS的背景技術、技術原理、網絡結構、應用以及專利發展情況。

【關鍵詞】LTE；E-MBMS；網絡結構

1 背景技術

多媒體廣播組播業務（MBMS），是指一個數據源向多個用戶發送數據的點到多點業務，實現包括核心網和接入網的網絡的資源共享，以盡可能少的資源實現對盡可能多的、具有相同需求的多媒體用戶的服務。在無線接入網，MBMS業務通過使用公共傳輸信道和公共無線承載，既能實現純文本低速率的消息類組播和廣播，也能實現較高速率的多媒體業務的組播和廣播，例如，手機電視。

LTE（Long Term Evolution）是3GPP在2005年啟動的長期演進研究項目，希望能以更高的數據吞吐量和更好的網絡性能，為運營商和用戶的不斷增長的需求提供支持。

E-MBMS全稱為演進型多媒體廣播和組播業務，是MBMS（多媒體廣播和組播業務）在3GPP（第三代合作伙伴項目）LTE（長期演進）上的演進。E-MBMS基于LTE網絡向大量用戶提供各類多媒體業務，采用廣播方式傳輸節省了大量網絡資源，尤其是空口資源。用較少的網絡資源消耗服務盡可能多的用戶，可大幅降低網絡業務承載的成本，根據LTE網絡模式可對應分為FDD與TDD模式。

E-MBMS網絡結構：

圖1 E-MBMS網絡結構圖

E-MBMS基本網絡結構如圖1所示，其中動態管理功能實體（MCE）、MBMS網關（MBMS-GW）和廣播管理平臺（BM-SC）均為E-MBMS的專用網元，并有相關專用設備間接口，如用戶面的M1、SGi-mb口負責從BM-SC至eNB的業務數據傳輸，控制面的M2、M3、Sm和SGmb接口，負責MBMS業務的會話（Session）建立，其中M2口還負責控制面MCE對MBMS業務的調度信令傳輸。

2 E-MBMS技術原理

LTE網絡中，每種廣播業務是以MBSFN區域為單位進行MBMS傳輸的，該區域可有同一個MBMS Synchronization Area，即MBMS業務同步區中的一組小區組成，這些小區之間通過協調進行MBSFN發送，每個MBSFN區域內的基站采用相同的資源傳輸相同的MBMS業務，MBSFN區域最小可以是1個小區。對于其中特殊的MBSFN的業務保留小區，不進行MBSFN發送，而允許該小區在分配給MBSFN的資源上以受限的功率發送其他業務從而避免對MBSFN區域內業務的干擾。

3 E-MBMS特點

由于其在物理層采用了基于正交頻分復用（OFDM）的傳輸技術，這與WCDMA Release6協議中的MBMS所采用的技術完全不同。傳輸技術的不同使得E-MBMS具備了許多傳統MBMS 沒有的特性，如“承載能力強、資源利用率高、配置靈活和可運營能力強”等特點。

4 E-MBMS專利發展情況

筆者對在2016年5月31日之前公開的涉及E-MBMS技術的已公開的124件專利申請進行了統計分析，由于2014-2015年的部分申請尚未公開，實際上的申請還會更多。本文僅針對上述已公開的申請進行數據統計和分析。

在申請數量方面，由于E-MBMS技術從產生至今時間不長，相關專利的申請數量快速增長，圖2示出了2006年至今已公開的E-MBMS技術國內外相關專利申請量的發展趨勢。從圖中可以看出，2006年開始，專利申請數量逐年增加，到2009達到一個小峰值，2010年劇減，之后兩年成增長趨勢，2013年數量再次下降，2014年有所增加，其發展雖無規律可循，然而未來隨著E-MBMS技術的進一步發展和產業化，筆者相信E-MBMS相關技術仍然會有大量專利申請。

圖2 E-MBMS技術相關專利申請量發展趨勢圖

圖3 涉及E-MBMS技術專利申請 主要申請人排序圖

從申請人的分布情況來看，涉及E-MBMS技術的專利申請的主要申請人及申請數量如圖3所示。從圖中可以看出，高通股份有限公司和中興通訊股份有限公司的申請相比于其他申請人有著絕對的數量優勢。

目前，圍繞E-MBMS，專利主要集中在E-MBMS的業務數據的發送和接收、小區切換、重選方法及實現前述方法的網關、基站等，從而保證E-MBMS業務的連續性。比如，上海貝爾阿爾卡特股份有限公司申請的申請號為CN200610028109的無線接入網中為多播組播業務進行資源調度的方法和設備，提供了一種在無線網絡中用于組播業務資源集中調度的方法和相應設備，解決了采用現有技術無法滿足EMBMS的RF合并需求的問題。大唐移動通信設備有限公司申請的申請號為CN200610089430的演進多媒體廣播組播業務的發送方法，以克服現有的E-MBMS發送技術受到終端能力及網絡布署條件限制的缺點，在各種SFN網絡拓撲結構下，保證MBMS業務的傳輸。

5 E-MBMS應用

當前，E-MBMS作為國內外運營商關注的焦點，已開始進行商用試點，在實際應用過程中需要考慮業務需求、覆蓋情況進行網絡部署。在視頻業務逐漸成為4G網絡的主要流量趨勢下，E-MBMS逐步成為國內外運營商重點關注的焦點，可以幫助運營商開展視頻、數據下載、短/彩信群發和專網語音等多種商業應用。由于E-MBMS不僅可以將數據業務直接向所有用戶廣播，也可以發送給一組收費的用戶收看，因此在用戶業務集中區域，如地鐵和機場等交通樞紐、高校和大型活動場館等，可以通過較低成本的LTE E-MBMS方式滿足海量用戶共性業務需求，已成為一種典型應用案例。

注釋：

①第二作者所做的貢獻與第一作者相同，但限于版面設計，被列為第二作者的情況.

參考文獻

［1］張新程，周曉津.LTE空中接口技術與性能［M］.人民郵電出版社，2009，09.

［2］胡宏林，徐景.3GPP LTE 無線鏈路關鍵技術.

［3］張新程，田韜，周曉津.LTE空中接口技術與性能.

［4］肖清華，汪丁鼎.TD-LTE網絡規劃設計與優化［M］.人民郵電出版社，2013，7.