MBMS－移动网络中的广播(组播)电视业务

日期：2007年8月9日作者：查看:[大字体中字体小字体]

    本文关键字:爱立信MMS手机电视　EV-DO　移动通信　数据通信　WAP　OFDM　CDMA　EDGE　GPRS　GSM　电池　天线　3G　无线接入　移动电视　CDMA2000　WCDMA　VoIP　　

    许多移动运营商在2004年推出了移动电视业务，使用者可以通过他们的手机终端观看电视节目。

    目前是通过点对点的移动流媒体技术来提供移动电视业务的。然而，由于类似移动电视这种“多媒体”业务即将大规模地爆发应用，因此需要采用新的网络通信技术如广播和组播。

    在这篇文章中，作者介绍了在3GPP和3GPP2中最新关于移动广播和组播业务的概况。同时，也将最新的点对多点无线传输与传统的点对点无线传输的性能进行了比较。

    概念介绍

    电话、短信、流媒体点播和下载都是基于点对点(PTP)通信技术的业务。无论是双向视频电话，或者是流媒体点播和下载的会话期间，都是属于客户端/服务器的架构。

    从另一方面来看，广播和组播是一样的，都是数据包从同一源头传送到多个目的地址的点对多点（PTM）通信。“广播”主要应用于传送内容给所有用户的服务。大家熟悉的例子是电台广播和电视服务，它们通过空中（或人造卫星）或有线网络传播。而“组播”主要应用于单独传送内容给已经加入了组播组用户的服务。通常，组播组是一组对某种内容感兴趣的用户。例如运动，新闻，卡通诸如此类。组播网络具有能够有效确定内容被单独地分发到属于相应的组播组服务的接收者。因此，组播是一个对传送服务给较大用户群的有效率方法。组播是最早应用于Internet。今天，它被应用于移动网络的视频分发服务。

    两年前，3GPP和3GPP2开始在GSM/WCDMA和CDMA2000网络上设计广播/组播服务。在3GPP中，该项目被叫做多媒体广播和组播服务(MBMS)。在3GPP2中则被称为广播和组播服务(BCMCS)。在2004年，移动广播服务的多种规范被功能性地冻结。由于3GPPMBMS和3GPP2BCMCS有许多共同点，因此，以下文章我们只会讨论它们两者之间的区别。另外，移动广播MBMS和BCMCS也同时支持组播。

    尽管MBMS和BCMCS能够有效地支持移动网络的广播和组播传输，OMABCAST组织还是继续致力于制定应用在移动或非移动数字广播网络中广播/组播相关的服务层功能规范。例如，OMABCAST组织提出了内容保护、服务、程序指南和传输计划，它在潜在的广播/组播的发布计划中是不明显的，适用于MBMS、BCMCS或像DVB-H这种的非移动数字广播系统。

    MBMS和BCMCS分别只介绍了现存广播和核心网络协议的微小变化。同样适用于OMABCAST中特殊的广播/组播服务层功能。它降低了在终端和网络上应用的成本，也使移动广播技术比非移动广播技术（如DVB-H）相对便宜些，因为非移动广播技术在网络的基础设置中需要新的接收硬件和额外的投资。移动广播的另外一个优点是移动运营商可以保留原有的商业模式。例如移动的手机电视这样的现有服务，将会从移动广播技术的大力推广中受益匪浅。某些移动广播同样将会刺激新的，移动大众传媒服务的发展。而且，运营商可以通过一个共同的业务和网络基础框架在有效的成本模式中，为移动用户提供一个完整的三维视频播放服务，包括技术、网络和电视。

    多媒体广播/组播的需要

    许多最近新推出的移动多媒体业务与传统的广播业务非常相似。如广播和电视，就是将内容整合成信道并发送给定制用户。

    在日本，很多手机用户订制了KDDI的EZC信道多媒体业务，他们的手机就会接收到不同类型的节目内容。在欧洲，很多运营商推出了通过MMS来发送比赛集锦视频短片的体育信息业务。在其他地区，Vodafone(德国和荷兰)，TIM(意大利和希腊)，Three(意大利和瑞典) 和Sprint (美国)都分别推出了移动电视服务。在一些情况下，手机用户通过特定的电视节目制作程序，从已有的电视信道中截取节目内容。

    目前，移动的电视服务是通过点对点连接的流媒体技术进行传送的。因此，当一个内容服务器同时将内容传送给多个用户时必须为每个用户都建立和保持一个独立分开的点对点链接。这种方式对于少数到中等数量的用户而言是有效的，但当用户数量大量增加时服务器系统会难以支撑。

    设想一下，如果“移动的音乐盒”业务在用户的电话中同时列出前10首最流行的音乐，有50,000个用户使用服务而每一个用户的平均无线连接接速度是128kbps，假设每个音乐文件的大小大约3MB，每次进入排行榜的音乐条目都必须发送给50,000个用户，假设内容服务器每次只能够处理1,000个并发连接，那么，一共需要用多于两个半小时去传送一个音乐剪辑给所有用户。在这期间,服务器会不断地产生128Mbps的输出信息量。对于每一个营运商来说，50,000个用户只是一个很小的数目。

    下一个需要考虑的问题是象移动电视这种实时服务所消耗的带宽容量。在这种情况下，连载服务(如上所述)是用不到的。换言之，一个50,000个订户的移动电视服务需要一个可以同时处理50,000个链接。尽管这在技术上可能是很节约的。但是，当很多订户同时使用它的话，会产生巨大的吞吐量。

    因为频谱是一种有限和昂贵的资源，移动网络，特别是移动链接，当同一个服务器的众多接收者使用同一个链接的时候，极易造成瓶颈现象。例如，设想球迷们用他们的移动电话来同步收听足球比赛，他们通常采用的方式是用收音机。这种情况下如果不禁止的话，使用点对点技术的移动通讯服务效率将会非常低。因此，采用支持点对多点的广播/组播技术将更加有效。

    移动网络中的MBMS和BCMCS

    MBMS和BCMCS为移动网络增加了以下特点：

    一组控制广播/组播服务的功能。MBMS使用广播/组播服务中心；BCMCS则称之为BCMCS控制器。

    在核心网的进行广播/组播数据流路由。

    在一个信元里进行有效的点对多点的无线传输。

    另外,MBMS和BCMC为分发多媒体数据定义了协议和媒体编码器。少数的协议和非媒体解码器是新的特点。取而代之,它们更像在线需求流动和其他服务器共同分享。

    图1指出了在3GPP结构中受MBMS影响的节点。同时也突出了新的BM-SC，它负责提供和发送移动广播服务。BM-SC服务器是一个希望使用MBMS来进行内容传送服务的入口，它建立和控制MBMS到移动核心网络的连接，同时安排和释放MBMS的传送。BM-SC也提供服务通告给终端用户。这些通告包含一个终端需要使用MBMS服务所需要的信息(例如组播服务标识符，IP组播地址，传送时间，多媒体描述等等)。BM-SC能够用于对内容提供者的信息传送产生费用记录，同时也可以管理3GPP为组播节点定义的的安全功能。

    由于MBMS标准并没有定义BM-SC的功能如何实现，因此厂家可以将它们部署到不同的节点，还可以将它们集成到现有的核心和服务网络节点。

    在核心网络，MBMS和BCMCS增加了创造和管理广播和组播信息分支所需要的功能和协议信息。
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