LTE网络中E-MBMS技术概述及其专利发展情况

国家知识产权局专利局 孙志玲 谢 琳

LTE网络中E-MBMS技术概述及其专利发展情况

国家知识产权局专利局 孙志玲 谢 琳

【摘要】E-MBMS技术被引入到LTE网络中，使用广播方式提升了网络承载能力和网络资源利用率，支持更多用户开展多媒体业务。本文分析介绍了E-MBMS的背景技术、技术原理、网络结构、应用以及专利发展情况。

【关键词】LTE；E-MBMS；网络结构

1 背景技术

多媒体广播组播业务（MBMS），是指一个数据源向多个用户发送数据的点到多点业务，实现包括核心网和接入网的网络的资源共享，以尽可能少的资源实现对尽可能多的、具有相同需求的多媒体用户的服务。在无线接入网，MBMS业务通过使用公共传输信道和公共无线承载，既能实现纯文本低速率的消息类组播和广播，也能实现较高速率的多媒体业务的组播和广播，例如，手机电视。

LTE（Long Term Evolution）是3GPP在2005年启动的长期演进研究项目，希望能以更高的数据吞吐量和更好的网络性能，为运营商和用户的不断增长的需求提供支持。

E-MBMS全称为演进型多媒体广播和组播业务，是MBMS（多媒体广播和组播业务）在3GPP（第三代合作伙伴项目）LTE（长期演进）上的演进。E-MBMS基于LTE网络向大量用户提供各类多媒体业务，采用广播方式传输节省了大量网络资源，尤其是空口资源。用较少的网络资源消耗服务尽可能多的用户，可大幅降低网络业务承载的成本，根据LTE网络模式可对应分为FDD与TDD模式。

E-MBMS网络结构：

图1 E-MBMS网络结构图

E-MBMS基本网络结构如图1所示，其中动态管理功能实体（MCE）、MBMS网关（MBMS-GW）和广播管理平台（BM-SC）均为E-MBMS的专用网元，并有相关专用设备间接口，如用户面的M1、SGi-mb口负责从BM-SC至eNB的业务数据传输，控制面的M2、M3、Sm和SGmb接口，负责MBMS业务的会话（Session）建立，其中M2口还负责控制面MCE对MBMS业务的调度信令传输。

2 E-MBMS技术原理

LTE网络中，每种广播业务是以MBSFN区域为单位进行MBMS传输的，该区域可有同一个MBMS Synchronization Area，即MBMS业务同步区中的一组小区组成，这些小区之间通过协调进行MBSFN发送，每个MBSFN区域内的基站采用相同的资源传输相同的MBMS业务，MBSFN区域最小可以是1个小区。对于其中特殊的MBSFN的业务保留小区，不进行MBSFN发送，而允许该小区在分配给MBSFN的资源上以受限的功率发送其他业务从而避免对MBSFN区域内业务的干扰。

3 E-MBMS特点

由于其在物理层采用了基于正交频分复用（OFDM）的传输技术，这与WCDMA Release6协议中的MBMS所采用的技术完全不同。传输技术的不同使得E-MBMS具备了许多传统MBMS 没有的特性，如“承载能力强、资源利用率高、配置灵活和可运营能力强”等特点。

4 E-MBMS专利发展情况

笔者对在2016年5月31日之前公开的涉及E-MBMS技术的已公开的124件专利申请进行了统计分析，由于2014-2015年的部分申请尚未公开，实际上的申请还会更多。本文仅针对上述已公开的申请进行数据统计和分析。

在申请数量方面，由于E-MBMS技术从产生至今时间不长，相关专利的申请数量快速增长，图2示出了2006年至今已公开的E-MBMS技术国内外相关专利申请量的发展趋势。从图中可以看出，2006年开始，专利申请数量逐年增加，到2009达到一个小峰值，2010年剧减，之后两年成增长趋势，2013年数量再次下降，2014年有所增加，其发展虽无规律可循，然而未来随着E-MBMS技术的进一步发展和产业化，笔者相信E-MBMS相关技术仍然会有大量专利申请。

图2 E-MBMS技术相关专利申请量发展趋势图

图3 涉及E-MBMS技术专利申请 主要申请人排序图

从申请人的分布情况来看，涉及E-MBMS技术的专利申请的主要申请人及申请数量如图3所示。从图中可以看出，高通股份有限公司和中兴通讯股份有限公司的申请相比于其他申请人有着绝对的数量优势。

目前，围绕E-MBMS，专利主要集中在E-MBMS的业务数据的发送和接收、小区切换、重选方法及实现前述方法的网关、基站等，从而保证E-MBMS业务的连续性。比如，上海贝尔阿尔卡特股份有限公司申请的申请号为CN200610028109的无线接入网中为多播组播业务进行资源调度的方法和设备，提供了一种在无线网络中用于组播业务资源集中调度的方法和相应设备，解决了采用现有技术无法满足EMBMS的RF合并需求的问题。大唐移动通信设备有限公司申请的申请号为CN200610089430的演进多媒体广播组播业务的发送方法，以克服现有的E-MBMS发送技术受到终端能力及网络布署条件限制的缺点，在各种SFN网络拓扑结构下，保证MBMS业务的传输。

5 E-MBMS应用

当前，E-MBMS作为国内外运营商关注的焦点，已开始进行商用试点，在实际应用过程中需要考虑业务需求、覆盖情况进行网络部署。在视频业务逐渐成为4G网络的主要流量趋势下，E-MBMS逐步成为国内外运营商重点关注的焦点，可以帮助运营商开展视频、数据下载、短/彩信群发和专网语音等多种商业应用。由于E-MBMS不仅可以将数据业务直接向所有用户广播，也可以发送给一组收费的用户收看，因此在用户业务集中区域，如地铁和机场等交通枢纽、高校和大型活动场馆等，可以通过较低成本的LTE E-MBMS方式满足海量用户共性业务需求，已成为一种典型应用案例。

注释：

①第二作者所做的贡献与第一作者相同，但限于版面设计，被列为第二作者的情况.

参考文献

［1］张新程，周晓津.LTE空中接口技术与性能［M］.人民邮电出版社，2009，09.

［2］胡宏林，徐景.3GPP LTE 无线链路关键技术.

［3］张新程，田韬，周晓津.LTE空中接口技术与性能.

［4］肖清华，汪丁鼎.TD-LTE网络规划设计与优化［M］.人民邮电出版社，2013，7.