EMBMS空口协议介绍 - 图文

讨论范围

1、 本文只讨论空口部分协议；

2、 协议中有single cell的MBMS，以及multi cell协作的MBMSFN，第二种要求空口同频且

帧同步，本文只讨论第二种情况。第二种情况的cell可以是混合小区（MBMS业务和单播业务同时存在），也在本文讨论范围。

3、 UE的MBMS业务建立与删除流程不在本文讨论范围。

基本概念

信道

MBMS在MAC层和物理层都用专门对应的信道传输信令与业务（数据）。 MAC层的MCCH和MTCH分别用来传输多播信令与多播业务。

物理层的“传输信道”中MCH与“物理信道”PMCH也专门用来MBMS传输，其中MAC层的MCCH与MTCH都对应到物理层的(P)MCH信道上。

另外MAC层的BCCH（SIB13）用来广播MCCH的配置，MAC层的SIB2也用来定义MCH信道物理层信道风格。

下图是物理层传输信道与物理信道的映射图。对于多播，MCH和PMCH可以认为没有区别，长用(P)MCH表示：

下图是MAC层的信道与物理层传输信道的映射，可见MCCH和MTCH都映射到(P)MCH上。

信道关系

MAC层的MCCH用来传输多播相关的信令，包括PMCH配置，下行计数消息。 MAC层的MTCH用来传输多播业务数据。

MAC层的BCCH中SIB2用来规定PMCH的子帧风格，SIB13用来配置MCCH对应的(P)MCH。 每个MTCH对应一个(P)MCH，和一个多播业务相对应，也和一个多播session相对应。 每个多播域（MBMS Area）都和一个MCCH唯一对应，每个MCCH又和多个MTCH向对应。也就是说同一个Area的所有MTCH公用一个MCCH。而MCCH可以认为除了下面MTCH对应的PMCH以为，还有自己MCCH对应的一个PMCH。

名词解释

MBSFN Synchronization Area

MBMSFN就是MBMS单频网络。意思是所有网络频率相同，且是帧对齐的，PMCH子帧分配风格也是一样的，同一时间发送的多播数据也是一样的。UE可以同一时间接收多个MBMSFN Cell发送的数据，因为数据在物理层就是完全相同的。

同一个频点下发送相同数据的所有小区，叫做MBSFN Synchronization Area。显然，一个小区只可能属于一个MBSFN Synchronization Area。

MBMSFN Area

每个MBSFN Synchronization Area下可以有多个MBMSFN Area，每个MBMSFN Area可以认为是一组子帧分配方式相同的小区集合（同一Area的PMCH占用的symbol也相同），同一Area有相同的MCCH。也就是是说，UE在同一个Area的小区中移动，不需要重新获取MCCH信息就能直接接收不同小区的数据。

那么和MBSFN Synchronization Area有什么区别呢？Synchronization Area可能有多个Area，但每个Area用不同MCCH且用不同MTCH。在同一个Synchronization Area中每个小区发生的东西不会冲突，但可能有的小区发送多播业务1，有的小区发生多播业务2，且多播业务1和多播业务2对应于不同MCCH。相同的Area，所有小区发送的多播业务与MCCH对应关系是一样的，业务发生的时间与频域位置也是一样的。

一个小区可以有多个 MBSFN Area。

CSA

每个MCCH（每个Area）有多个CSA风格（Common Subframe Allocation (CSA) Pattern）。每个CSA分隔的配置在相邻小区中都相同，这样UE可以方便的同时接收多个小区的MBMS资源并且移动时不需要再收PMCH配置等信息。

多个CSA以一定周期重复（commonSF-AllocPeriod）重复。 每个MCCH下的所有CSA的子帧统一编号。

MSI与MSP

多播业务调度有两种方式，一种是静态调度一种是动态调度。

而MSI与MSP用于静态调度，在Area配置时就固定好了，指定了每个PMCH的调度的周期与子帧。

每个MCH有固定的调度周期MCH scheduling period (MSP)，通过MCH scheduling information (MSI)通过MBSFNAreaConfiguration消息告知UE。

DSI

dynamic scheduling information（intreval）。动态调度信息。如果有该信息，则覆盖静态调度信息MSI。该信息与其他配置不同，是通过MAC层配置，而其他所有配置都是通过RRC消息配置的。该信息只在每个PMCH的最开始的第一个子帧发送。 该方案是诺西提出，但爱立信反对，最后还是通过了。

TMGI与sessionId

TGMI：Temporary Mobile Group Identity。标识了一个多播服务，由两个域组成：PLMN ID和service ID（24.008, 3byte）。可见LTE中的多播是按照运营商区分的。

每个service ID（29.061，Sections 20.5, 17.7.11, 17.7.15）可能有多个session？ 一个TGMI+service ID可以标识一个正在使用的多播业务。

logicalChannelIdentity

MAC层的LCID，只在RNTI为M-RNTI时才有效。也就是说多播的LCID可能和单播的LCID值相同。

USD与SAI

UDS:user service description. 对于每个USD，应用层定义了一个TMGI与session，一个频点以及SAI。

SAI: MBMS Service Area Identities（15.3 of TS 23.003）。该值在SIB15中广播，同时UE应用层保存了一份，知道自己当前的多播业务对应的SAI是多少。

SIB15会广播邻区的SAI，如果UE发现邻区没有自己需要的SAI，当在IDLE时小区重选时，可能会优先选取自己感兴趣多播业务对应的小区。当UE在连接状态时，切换时可能会让target cell事先建立起多播业务以便多播业务不中断。

由于对于单频网络，相同频点上总是相同的多播业务，因此SAI总和一个频点对应，一个频点上可以有多个SAI（最多64个）。

SAI = PLMN-Id || LAC || SAC

LAC是位置域（LTE应该对应于TAC？）标识，SAC是The Service Area Code，见TS 26.246 .

各个逻辑实体关系

1NMBSFN AreaN1NMBSFN Synchronization Area1NMBSFN AreaNNNMBSFN AreaN1eNB111eNB2SIB1311MBMS-NotificationConfig-r9N1NNMBSFN-AreaInfo1MBSFN-AreaInfo11N1MCCH1NNNMCCHMTCH11MTCH111MTCH11(P)MCH(P)MCH1NN(P)MCHN1N(P)MCHN1NNCSA11CSA1CSATMGI(+sessionId)11TMGI(+sessionId)11TMGI(+sessionId)11logicalChannelIdentityN1logicalChannelIdentityNlogicalChannelIdentityN1SAISAI 上图需要说明的时，图中PMCH和CSA的关系是多对多。最开始协议制定时是没有CSA的，而是类似的另外一个概念MSAP，与PMCH的关系是：一个MSAP对应多个PMCH（也就是一个MSAP对应多个多播业务，一个多播业务只能在一个MSAP而不能跨越MSAP）。不过一般的配置，PMCH都在CSA内不会跨越CSA。

基本主流程

主要流程是能让UE接收MBMS数据，eNB需要事先把各个多播业务对应的PMCH资源告知

UE。UE就知道相应的多播业务在指定的时频资源接收多播数据了。大致流程如下：

1、 SIB13广播所有MBMSFN Area的MCCH配置，以及修改Area修改参数的配置。可能有

多个Area配置。该消息获取后，就知道每个MCCH的发送时频位置。

2、 每个MCCH中MBSFNAreaConfiguration消息发送该Area的CSA配置和PMCH配置（每

个MTCH对应的PMCH）。其中CSA配置也可以在SIB2中下发，SIB2中的配置不能和MCCH中配置冲突。有了CSA配置和PMCH配置，同时也就知道了PMCH和CSA的对应关系，知道了每个PMCH的静态发送时机以及对应的多播业务，UE就可以接收自己想接收的多播数据了。

配置

MCCH配置

SIB13针对每个MBMSFN Area配置了一个MCCH，指明了该MCCH对应的PMCH在物理层上发送的时机，MCS，修改周期。同时指明了该Area内所有PMCH（MCCH和MTCH对应的所有PMCH）子帧用到的symbol。

有了MCCH配置后，就能接收MBSFNAreaConfiguration消息或者DSI了。

CSA与PMCH配置

在MCCH，收MBSFNAreaConfiguration消息，则得到CSA配置与PMCH配置，以及两者的对应关系。

协议首先定义了该Area内CSA的配置，然后定义了该Area内CSA的公共周期。其中CSA配置会指明帧号与子帧号，分配周期与帧号偏移。再加上SIB13中的symbol配置，就知道每个CSA对应的PMCH的所有时频资源。但是CSA指出的PMCH时频资源可能是给多个PMCH用的，也可能一个PMCH用到了多个CSA指出的时频资源。结合CSA的公共周期，然后把该周期内所有的子帧统一编号，以便PMCH配置用。

PMCH配置（只指MTCH对应的PMCH，不包括MCCH对应的PMCH）指明了每个PMCH对应的多播业务，使用的LCID，以及使用的时频资源与MCS。PMCH的时域资源是通过相对子帧号指示的，而相对子帧号就是前面描述的CSA公共周期内的子帧统一编号。

下面先看总的Area配置，包含三个参数：第一项commonSF-Alloc-r9是CSA列表，第二项是所有CSA的公共周期，第三项是PMCH列表配置。其中PMCH配置需要和前两项结合才能确定每个PMCH信息。

-- ASN1START

MBSFNAreaConfiguration-r9 ::=

commonSF-Alloc-r9

SEQUENCE {

CommonSF-AllocPatternList-r9,

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