MBMS承载服务架构优化方案

UMTS网络需要支持各种不同应用的用户数据传输。不同应用对下层传输服务的要求大有不同，并且常常由用户的QoS需求所决定。例如，音频和视频流要求低时延的有序传输，但是能够允许少量的数据丢失；然而文件传输通常对时延不敏感，但是要求可靠传输，不允许信息丢失。为了实现满足不同QoS属性的数据传输，UMTS架构定义了承载这个概念（3GPP，2007h）。承载是指满足给定QoS属性的信息传输路径，其中QoS属性是指容量、时延、误码率等。承载服务是指启动两个通信终端之间、满足一定QoS要求的信号传输的所有条件，例如控制信令、用户平面传输和QoS管理功能。

图6.2给出了UMTS承载服务架构的概况。从图中可以看到，承载服务是由不同的层共同提供的，并且高层的承载服务会利用低层承载提供的服务。两个应用终端之间的数据传输是通过端到端服务实现的，而端到端服务则利用路径上的各个网络节点提供的低层承载服务。我们将位于UMTS网络外部的承载统称为外部承载服务，而UMTS网络内部的承载则统称为UMTS承载服务。由于承载服务终止于MT，本地承载服务在应用实体间形成端到端服务，从而进一步完善了UMTS承载服务。为了简便起见，图6.2中省略了这一步骤。

图6.2 UMTS承载服务架构

UMTS网络内的传输路径可能包含多种不同通信技术。不同通信技术提供的传输特性不相同，因此，为了达到指定的QoS特征，其对应的QoS控制机制也要稍有不同。核心网的不同网元之间经常应用基于IP的网络技术。RAN的连通性通常是采用ATM（Asychronous Transfer Mode，异步传输模式）实现的，而无线通信是在空中接口上实现的。

UMTS网络承载服务是通过核心网网元间的承载服务，以及核心网边缘到UE的无线接入承载服务这两者实现的。相应地，核心网承载服务控制骨干网，其中骨干网提供支持多种QoS的骨干承载服务。无线接入承载服务是通过无线承载服务和RAN接入承载服务实现的，相应地，无线接入承载服务利用并控制下层的物理承载服务。(www.xing528.com)

涉及多种承载服务的QoS管理是由位于UMTS网络实体的多个通信节点和位于多层的QoS管理功能负责的。控制面管理功能允许在UMTS网络内的多个层上建立和修改满足指定QoS属性的承载服务。控制面管理还考虑到了UMTS承载服务与外部承载服务之间的双向映射，以保证为端到端服务提供适当的QoS支持。用户面控制功能负责保证按照控制面承诺的承载服务属性进行数据传输，例如利用业务调节，从而根据下层承载特性来调节数据流。

对点到点服务，UMTS架构定义了4个QoS等级，分别是会话级、数据流级、交互级和背景级。区分QoS等级（也常被称为业务等级）的主要特征是业务的时延敏感度。会话级需要的时延最短，而背景级则恰恰相反，它假设业务对时延并不知情；会话级和数据流级都用于实时业务，它们的目标是尽量将数据流内的信息元之间的时间差，或者抖动保持在最低水平。数据流级通常用于向移动用户发送音频或视频内容的数据流。会话级对传输时延有非常严格的要求，因此适用于对时延高度敏感的内容，例如电话语音、IP语音和视频会议。相反，交互级和背景级则适用于时延不敏感业务或者要求可靠传输的业务。背景级可用于没有实时传输要求的应用，例如电子邮件的背景下载和软件更新。交互级提供更多的响应，因此适用于交互性应用，例如网页浏览，这时用户希望在合理的时间内，他的请求能够得到响应。这可以通过在传输背景级业务之前优先传输交互级业务来实现。对于使用MBMS广播和多播承载服务的点到多点数据传输，上述4种业务中只有两种能够得到支持，那就是数据流级和背景级。各个业务等级及其对应承载服务属性的细节讨论请参考（3GPP，2007h）。

背景级和数据流级的MBMS承载服务的区别就在于，后者能够保证一定的传输速率。数据流级的MBMS承载服务最适合于用来传输提供某些形式的实时内容，例如音频流和视频流的用户服务。网络中的QoS管理机制保证了将数据包沿承载路径的传输时延最小化。遇到拥塞时，丢弃数据包是应用于业务流的首选业务调节方式。背景级的MBMS承载服务最常用于数据文件或消息的下载传输。为了调节背景级的业务流，QoS管理机制可以在路径中间的节点处缓冲数据包，或者直接丢弃数据包。这通常要求MBMS用户服务在纠错编码中增加冗余，或者，当QoS低到难以接受时，转换为数据流承载服务。由于无线承载路径上没有反馈信道，因此背景级的SDU错误率不能太低。在这种情况下，用户服务会提供文件修复服务，即通过点对点承载服务向每个独立用户发送丢失的数据包。

由于MBMS承载服务取决于点到多点的分发树，它可能不能保证分发树的所有分支具有相同的QoS。MBMS要求建立能够为整个分发树提供相同QoS支持的承载路径。当MBMS分发树上已经存在具有特定QoS的分支时，就不能再添加具有不同QoS的分支。因此，某些分支无法建立起来，而这些分支下的各个接收端也不能加入这个MBMS会话。