一種實現移動多媒體業務的系統和方法
2023-06-07 07:49:46 2
專利名稱：一種實現移動多媒體業務的系統和方法
技術領域：
本發明涉及移動多媒體技術領域，特別是指一種利用移動通信網絡和廣播電視網絡實現移動多媒體業務的系統和方法。
背景技術：
移動用戶對包括手機電視的移動多媒體廣播組播業務的需求日益旺盛，低成本高質量的移動多媒體廣播組播業務對行動網路的帶寬和空口資源提出了更為嚴格的要求。傳統行動網路的點對點技術無法滿足廣播組播業務的要求，行動網路的點到多點技術可以實現廣播組播業務，但頻譜昂貴和空口功率和速率受限，無法向大量移動用戶提供低成本高質量的豐富多媒體節目。因此，利用其他頻段和系統，為移動用戶提供移動多媒體業務的廣播組播分發能力，滿足移動用戶的業務需求，是一個比較合適的方法。
目前，在結合行動網路的基礎上，利用衛星廣播實現移動多媒體業務的方案，如S-DMB方案，以及利用地面廣播，通過提供傳輸平臺控制業務廣播下發的方案，如INSTINCT項目等，都試圖向移動用戶提供最好的移動多媒體業務體驗。
S-DMB方案提供了端到端的移動廣播組播技術，利用衛星來承載和傳輸廣播組播業務，利用WCDMA的空口協議，直接向移動終端提供帶內傳輸的廣播組播能力。
S-DMB方案如果與WCDMA網絡結合，則可以提供交互的移動多媒體業務；如果不與WCDMA網絡結合，由於其本身就是一個端到端的系統方案，利用衛星的廣播技術，可以向移動終端提供單向的包括手機電視的移動多媒體業務。實際上，S-DMB系統是一個單向下行的衛星廣播系統，與傳統衛星廣播系統不同的是，S-DMB系統採用更高的發射功率，空口採用WCDMA的空口協議，以兼容目前的GPRS/UMTS手機終端和獲得良好的覆蓋。當然，無線頻段採用的是移動衛星系統MSS的頻段，而不是GPRS/UMTS的頻段。
參見圖1所示，與WCDNA網絡相結合的S-DMB系統包括WCDMA網絡、S-DMS-DMB衛星、S-DMB數據伺服器、S-DMB Hub以及S-DMB地面轉發器。
其中，S-DMB數據伺服器，與UMTS網絡或其他外部網絡的內容提供商進行內容的交互，管理髮往移動終端的格式化數據的傳輸。
S-DMB Hub，用於從S-DMB數據伺服器獲取移動終端所需的數據，並採用固定衛星業務FSS的頻段，將該數據發往S-DMB的空間段。S-DMB Hub是可以基於UMTS中分組網絡設備實現。
S-DMS-DMB衛星，是一個高功率的地球靜止廣播衛星，接收來自S-DMB Hub的數據，通過多個波束進行廣播。每個波束有足夠大的傳輸功率，以使標準手機能夠正確接收。
由於在高樓林立的地區和室內，用戶終端對衛星廣播信號的接收效果不是很好。S-DMB地面轉發器，用於接收來自S-DMS-DMB衛星的信號，再直接放大或經過處理後轉發給用戶終端，以達到高樓林立的地區和室內的良好接收。同時，與直接衛星廣播信號一起，對用戶終端實現了接收分集，改善了移動接收的能力。
下面介紹S-DMB方案的協議棧。
S-DMB方案的協議棧包括信令交互和數據傳輸兩個方面，分別對應控制平面和用戶平面。控制平面負責控制廣播組播業務的傳送，用戶平面則負責將廣播或組播數據傳送給移動用戶。
在S-DMB系統中，不但空口基於UMTS，有線網絡部分也基於UMTS。S-DMB Hub功能實體由S-DMB支撐節點SSN和RNC兩個物理實體組成，相當於UMTS的分組網絡，發往衛星的空口可以通過改造NodeB來實現。S-DMB採用IP組播控制協議(IGMP)實現與數據伺服器的控制平面功能。
由於S-DMB基於UMTS的功能實體，在用戶平面上，協議基本相同，不同的是增加了一個內容傳輸層，以使廣播組播數據在衛星廣播環境下，更有效的傳輸。
S-DMB系統中的信令信息，如系統信息，由廣播信道BCH傳送，如圖2所示為使所有的用戶終端都能夠正確解碼BCH，系統信息的發送採用低速的固定的數據速率。對於廣播業務，使用低速的固定的數據速率的S-CCPCH，以使所有用戶終端都能接收。
S-DMB基於MBMS方案，通過改動UMTS分組網原有功能實體，結合衛星和地面轉發器，為移動用戶提供廣播組播業務的分發能力，在空口只有S-DMB業務佔用公共信道，可以提供較大系統容量和較廣的覆蓋。一個衛星波束在5MHz頻段內可以提供2～3個384Kbps的容量。
如果按照一個視頻流128Kbps，S-DMB方案在5MHz帶寬下，最大可以提供9個節目。
S-DMB方案的主要劣勢包括(1)需要重建一個傳輸網絡，投資大；(2)需要發射衛星，業務投放市場時間長；(3)傳輸時延長，對實時業務支持不夠；(4)節目還不夠豐富；(5)傳統的S-DMB終端不能同時支持S-DMB業務和UMTS業務的接收；(6)衛星室內覆蓋不好。
在地面廣播與行動網路融合的技術中，DVB-UMTS提出了融合的概念模型。圖3為DVB-UMTS的概念模型。
在該概念模型下，有許多的實現方案，如歐盟的INSTINCT項目。該融合技術的出發點是提供平臺傳輸子系統，控制業務提供子系統的業務在廣播傳輸子系統和移動傳輸子系統上的分發，對業務本身並不處理。
(1)廣播運營商和移動運營商必須與業務提供商籤訂業務服務等級SLA；(2)沒有利用行動網路的廣播組播能力；(3)系統的安全性不夠，特別是內容的數字版權管理DRM不容易實現；(4)沒有解決系統間切換，即廣電接收到移動接收的切換或反之；(5)沒有內容的整合和格式轉換，沒有充分利用各自傳輸網絡的優勢；(6)業務的運營沒有考慮管制和實現問題，可操作性不強。
發明內容
有鑑於此，本發明的目的在於提供一種實現移動多媒體業務的系統和方法，使其能根據用戶終端的能力提供業務。
根據上述目的的一個方面，本發明提供了一種實現移動多媒體業務的系統，該系統包括內容提供子系統、業務提供子系統、融合業務子系統、廣播傳輸子系統、移動傳輸子系統以及用戶終端，其中，內容提供子系統和業務提供子系統，用於向業務融合子系統提供業務描述信息，所述業務描述信息包括業務內容、業務格式和業務播放時間；融合業務子系統，用於將用戶描述信息發送給移動傳輸子系統，並根據終端能力信息確定分發業務的業務格式，利用所確定的業務格式將該業務內容發送給移動傳輸子系統或廣播傳輸子系統；移動傳輸子系統，用於轉發來自用戶終端的終端能力信息給融合業務子系統，並將來自融合業務子系統的所述業務描述信息以及業務向用戶終端發送；廣播傳輸子系統，用於廣播融合業務子系統發送的業務；用戶終端，用於將終端能力信息發送給移動傳輸子系統，並根據接收到的所述業務描述信息對所述業務進行相應的接收和處理。
所述融合業務子系統可以包括路由管理器，用於對分發到廣播傳輸子系統的業務進行路由管理，播控管理；業務描述伺服器，用於保存或更新所述業務提供伺服器或內容提供伺服器提供的業務描述信息，並根據分發伺服器提供的業務格式將業務內容進行轉換，再向業務分發伺服器提供相應業務格式的業務內容以及業務播放時間信息；交互伺服器，用於接收來自用戶終端的業務請求，以及從業務描述伺服器中得到的業務格式和業務內容，並向移動傳輸子系統發送所述業務格式和業務播放時間；分發伺服器，根據終端能力和網絡接口狀態，網絡負載，業務的特性等信息為業務作出分發決策，以選取最合適的業務交付路徑。
所述融合業務子系統還可以包括許可伺服器，用於向MBCO終端提供必要的能查看到所分發業務內容的授權信息。
所述交互伺服器可以與移動傳輸子系統的計費系統接口的相連，用於提供移動傳輸子系統的計費信息。
所述移動傳輸子系統可以為WCDMA網絡或CDMA網絡。
所述廣播傳輸子系統可以包括廣電控制器、IP/DVB網關、數位電視前端、復用器、電視發射機，其中，廣電控制器，根據融合業務子系統的分發伺服器的分發指示和來自數位電視前端提供的廣電網絡的負荷情況，對IP/DVB網關進行控制，控制IP包到DVB幀的轉換；IP/DVB網關，負責將IP包封裝成DVB幀；數位電視前端，產生傳統的數位電視業務輸出給用戶；復用器，對數位電視前端提供的傳統MEPG2流進行復用，發送給針對手持移動終端應用的電視發射機；電視發射機，用於對TS流進行信道編碼和調製，根據針對手持用戶終端的空口標準完成業務的地面廣播。
所述融合業務子系統與廣電傳輸系統中的IP/DVB網關之間的音視頻業務流可以採用MPEG2/MPEG4/H.264/AVS-M、RTP/UDP、IP協議處理；所述融合業務子系統與廣電傳輸系統中的IP/DVB網關之間的數據採用TCP/UDP、IP協議處理；所述融合業務子系統和移動傳輸系統中的基站之間的音視頻流和數據流採用RTP/TCP/UDP、IP協議處理。
所述融合業務子系統和移動傳輸系統之間的控制面可以採用TCP/UDP、IP協議處理。
所述交互伺服器與分發伺服器之間，業務描述伺服器與分發伺服器之間可以採用NCSP、TCP/UDP、IP協議棧處理。
根據上述目的的第二個方面，本發明提供了一種利用上述的系統實現移動多媒體業務的方法，該方法包括以下步驟A.用戶終端發送業務請求給融合業務子系統，其中包括終端能力信息；B.融合業務子系統收到該業務請求後，根據終端能力信息以及當前網絡負載情況確定分發路徑以及業務格式；C.融合業務子系統按照確定的分發路徑、利用所述業務格式將用戶所請求的業務內容分發給用戶終端；D.用戶終端接收該業務內容。
其中，在步驟A之前，該方法可以進一步包括A0、用戶終端開機上電，檢測移動傳輸子系統接口是否正常，如果移動傳輸子系統接口正常，則接入移動傳輸子系統，同時檢測廣播傳輸子系統接口狀態，並記錄該接口狀態信息；A1、用戶終端通過移動傳輸子系統向融合業務子系統上報終端能力信息；A2、融合業務子系統根據該用戶終端上報的終端能力信息以及當前網絡狀況確定業務格式和業務播放時間，並將含有業務格式和業務播放時間的業務描述信息通過移動傳輸子系統發送給用戶終端，則步驟A中所述業務請求是根據步驟A2中所述業務描述信息選擇所需要的業務，並發起業務請求的。
步驟A中所述業務請求可以通過登陸網際網路訪問MBCO門戶選擇並觸發。
在步驟A之後，並且在步驟B之前，該方法可以進一步包括B1、融合業務子系統判斷該用戶終端的業務請求是否正在被調度，如果是，則執行步驟B2，否則，執行步驟B；B2、融合業務子系統對該用戶終端進行鑑權，如果鑑權通過，則執行步驟B3，否則，結束本流程；B3、融合業務子系統判斷是否需要為該用戶終端重定向業務，如果是，則執行步驟B，否則，執行步驟C。
在步驟C中在分發業務內容時，該方法可以進一步包括記錄為該用戶終端分發業務的交付路徑以及時間和流量信息，並將記錄的信息提供給行動網路的計費系統，並根據這些信息進行計費。
在步驟B2中，如果鑑權通過，則在步驟B中該方法可以進一步包括融合業務子系統產生加密信息和解密密鑰，並將解密密鑰通過移動傳輸子系統發送給用戶終端；在步驟C中融合業務子系統對分發的業務內容進行加密，並且在步驟D中用戶終端利用所述解密信息對接收的業務內容進行解密。
在執行步驟D的過程中，該方法可以進一步包括D1、用戶終端通過移動傳輸子系統向融合業務子系統發送切換請求，其中含有用戶終端能力信息；D2、融合業務子系統收到該切換請求後，判斷當前網絡資源是否滿足切換要求，如果滿足，執行步驟D3，如果不滿足，則結束本流程；D3、融合業務子系統判斷該業務是重定向，還是在所切換到的另一路徑同時下發，如果是重定向，則融合業務子系統重定向業務，MBCO終端繼續接收業務，否則，融合業務子系統採取在移動傳輸子系統下發拷貝業務。
在步驟D2之後，並且在步驟D3之前，該方法可以進一步包括D30、融合業務子系統根據業務描述伺服器中的業務特點，計算得出利用所選網絡傳輸該業務所需的費用，然後判斷該費用是否超過該用戶的消費能力，如果不超過，則提示用戶是否繼續消費，執行步驟D31，否則，執行步驟；D31、判斷用戶是否接受，如果接受，則執行步驟D3，如果不接受，則結束本流程。
如果步驟C中融合業務子系統採用在廣播傳輸子系統中分發業務內容，則在步驟D30中傳輸該業務所需費用是所述融合業務子系統根據業務訂購的用戶數目，依據移動多媒體業務中心MM-SC所設定的移動廣播組播用戶閾值，計算移動傳輸子系統傳輸該業務的費用。
本發明提出的系統和方法，結合了針對手持移動終端的地面廣播系統和行動網路，通過提供協同的融合業務平臺，協調業務在兩個異構網絡的分發，綜合了廣電網絡和移動電信網絡的各自優點，為移動用戶靈活提供豐富的包括手機電視的移動多媒體業務，本發明不僅實現了傳輸平臺對業務的分發控制功能，還增強了對業務的集成和管理，更容易解決內容的數字版權DRM問題。而且，在本發明中，許可信息是單獨於內容分開提供的，避免了廣播傳遞內容中常見的「克隆」現象，使分發伺服器能夠使用最優化的內容交付路徑，而不影響授權的傳遞。
由上述本發明的技術方案可知，本發明具有如下特點和優點1)本發明可以向具有廣播接收能力的手機終端提供豐富業務(1)傳統的移動電信業務和增值業務；(2)移動電視的接收；(3)實時業務；(4)其它適合廣播發送的數據A、群發文本的接收；
B、廣告、新聞、天氣預報等信息的接收；C、短片的接收；D、下載類業務數據的接收；E、緊急信息通知；(5)交互式的移動多媒體業務。
2)結合手持廣播空口和移動廣播組播能力，靈活利用昂貴的移動頻譜資源；3)網絡結構簡單，充分利用移動運營商和廣電當前的傳送網；4)利用融合業務子系統對內容進行加密，直到需要在MBCO終端播放時再進行解密，很容易實現內容保護，很容易實現DRM；5)在移動和廣電協調運營模式下，避免了管制問題；6)在移動和廣電協調運營模式下，廣電手持發射機很容易實現與移動基站的共址，成本低，業務投放市場快；7)利用系統間切換，保證業務的連續性；8)與行動網路融合，容易實現交互式的非對稱業務，如VOD點播，數據重傳等；9)利用行動網路的SIM卡和融合業務子系統，容易實現安全和計費；10)系統實現簡單，業務的實現成本低，移動用戶業務體驗好。
圖1為現有技術中S-DMB系統的結構示意圖；圖2為S-DMB使用的下行信道了；圖3為現有技術中DVB-UMTS的概念模型；圖4為本發明系統的結構示意圖；圖5為本發明系統實現業務的業務情景；圖6為本發明系統的一個具體實施例結構示意圖；圖7為本發明系統中，由廣電傳輸網絡分發的用戶面協議棧示意圖；
圖8為本發明系統中，由移動傳輸網絡分發的用戶面協議棧示意圖；圖9為本發明系統中，融合業務子系統與移動傳輸子系統之間進行信令傳輸的控制面協議棧示意圖；圖10為融合業務子系統中信息交互的協議棧示意圖；圖11為本發明實現的用戶終端初始化流程示意圖；圖12為本發明實現的用戶終端業務獲取流程示意圖；圖13為本發明實現的用戶終端切換的流程示意圖；圖14為本發明實現的安全流程示意圖；圖15為本發明進行計費的流程示意圖。
具體實施例方式
本發明充分利用廣電網絡和行動網路的各自優勢，通過業務的融合和提供融合業務系統進行業務集成和管理，結合行動網路的廣播組播能力，在不影響各自主流業務的運營下通過網絡的協調為移動用戶提供更好的業務和服務，試圖達到多盈的局面。其中，融合的業務可以根據實際情況進行合適的分發，保證業務的連續性和很好用戶體驗。
參見圖4所示，本發明的系統包括內容提供子系統(CP)401、業務提供子系統(SP)402、融合業務子系統(CSP)403、廣播傳輸子系統(BDP)404、移動傳輸子系統(CDP)405和用戶終端406。其中虛連接線段表示信令，實連接線段表示數據。具體來說，融合業務子系統(CSP)403與內容提供子系統(CP)401和業務提供子系統(SP)402之間，主要進行數據傳輸；融合業務子系統(CSP)403與廣播傳輸子系統(BDP)404和移動傳輸子系統(CDP)405之間即有信令傳輸也有數據傳輸；融合業務子系統(CSP)403與用戶終端406之間主要進行信令傳輸；廣播傳輸子系統(BDP)404和移動傳輸子系統(CDP)405與用戶終端406之間主要進行數據傳輸。
基於圖4所示的結構，本發明系統的工作原理是內容提供子系統CP401和業務提供子系統SP402向融合業務子系統403提供業務描述信息，所述業務描述信息包括業務內容、業務格式和業務播放時間，融合業務子系統403用於保存和管理來自內容提供子系統CP401和業務提供子系統SP402的業務描述信息。
用戶終端上電後，搜索網絡以及檢測行動網路接口和廣播電視網絡接口，記錄廣播電視網絡接口是否正常的信息，並在行動網路接口正常的情況下接入移動傳輸子系統405。
用戶終端406通過移動傳輸子系統405向融合業務子系統403發送含有終端能力信息和位置信息的業務請求，所述終端能力信息包括廣播電視網絡接口是否正常和/或終端所能支持的業務格式等信息。融合業務子系統根據該用戶終端406的業務請求，確定該用戶終端所點播的業務內容，並根據該用戶終端的終端能力信息/或終端所能支持的業務格式，以及當前移動傳輸子系統405和廣播傳輸子系統404的網絡負載確定向該用戶終端分發業務的業務格式和分發路徑，並通過移動傳輸子系統405將確定的業務格式和分發路徑以及業務播放時間信息發送給用戶終端406。這裡，分發路徑是指通過在移動傳輸子系統405傳輸，還是在廣播傳輸子系統404中傳輸。
當融合業務子系統403按照確定的業務格式和分發路徑，在業務播放時間分發業務時，用戶終端406可以在該業務播放時間，並按照所述分發路徑進行相應的接收。
進一步地，為保證業務傳輸的安全性，融合業務子系統403在向用戶終端下發業務內容之前，需要向用戶終端下發業務密鑰，用戶終端接收業務時，根據該業務密鑰進行解密，進而保證業務傳輸的安全。
圖5為本發明系統應用的業務情景。從圖5中可以看出，行動網路提供窄帶業務，業務交互性很強，如語音、視頻電話、視頻會議、在線媒體等業務，也可以提供遊戲、競猜、商務信息、公共信息以及數據交換。而廣電網絡則提供單向的寬帶業務，且多媒體業務豐富，如傳統電視、無線電廣播和數據推送等。交叉部分的業務為兩者融合的業務，融合的業務在融合業務子系統的控制下進行靈活分發，可以保證系統間切換時業務的連續性。
圖6為本發明系統的一個具體實施例示意圖。參見圖6所示，本實施例的系統包括融合業務子系統、業務提供子系統、內容提供子系統、IP網絡和廣播電視網絡以及行動網路。其中業務提供子系統和內容提供子系統通過IP網絡與業務融合伺服器相連，融合業務子系統通過IP網絡與行動網路或廣播電視網絡相連。
融合業務子系統包括路由管理器、分發伺服器(DSDistribute Server)、許可伺服器(GSGrant Server)、交互伺服器(ISInteractive Server)和業務描述伺服器(SDSService description Server)。廣電網絡包括廣電控制器、復用器、IP/DVB網關、數位電視前端以及電視發射機DTT-H。
業務提供子系統和內容提供子系統可以提供傳統地面數位電視業務和基於IP的業務。業務提供子系統和內容提供子系統將含有業務內容、業務格式和業務分發時間信息的業務描述信息通過IP網絡發送給業務描述伺服器。
業務描述伺服器，負責接收、保存或更新業務提供伺服器或內容提供伺服器所提供的業務描述信息，並提供包括業務格式和業務播放時間的業務信息給交互伺服器，向業務分發伺服器DS提供業務的類型和特點等參數。
交互伺服器，負責接收來自用戶終端的所有業務請求，如業務點播、訂購和帳戶管理等業務請求等，並將用戶終端的終端能力信息和網絡接口信息提供給分發伺服器；將從業務描述伺服器中得到的包括業務格式和業務播放時間信息通過IP網絡和行動網路提供給用戶終端，以產生用戶的媒體節目指南MPG。
進一步地，交互伺服器可以與移動運營商計費系統接口相連，移動運營商計費系統可以根據業務的流量或時間等各種信息進行計費。
同時，交換伺服器IS通過與移動終端的交換，獲取移動終端的能力，網絡接口等信息，向DS提供。
分發伺服器，根據得到的用戶終端的終端能力信息、網絡負載以及業務特性等信息為業務確定分發決策，即業務格式以及業務路徑等，從業務描述伺服器得到業務格式、業務播放時間和業務內容等，並根據分發決策中確定的路徑分發和分發格式並在業務播放時間分發業務。
路由管理器，用於實現多個IP流媒體節目到多個網絡運營商的不同覆蓋區域的路由管理，播控管理。具體來說，路由管理器可以提供一個管理平臺，通過該平臺對各個網絡運營商之間的路由進行配置，實現路由管理。
進一步地，融合業務子系統中還可以進一步包括許可伺服器，用於在交互伺服器收到用戶終端的業務請求後，對用戶終端進行鑑權，並在鑑權通過後，向用戶終端提供必要的授權信息，如權限和密鑰，以便用戶終端能夠成功地查看到所分發的內容。
移動多媒體業務中心MM-SC和廣電網絡中的廣電控制器BCtrl分別向分發伺服器DS提供各自傳輸網絡的負載情況；業務描述伺服器SDS根據來自內容或業務提供子系統提供的業務描述信息，生成MBCO系統的業務信息，通過廣電或行動網路通知移動終端，以產生用戶的媒體節目指南MPG，同時，業務描述伺服器SDS向業務分發伺服器DS提供業務的類型和特點等參數。交換伺服器IS通過與移動終端的交換，獲取移動終端的能力，網絡接口等信息，向DS提供。
DS根據業務參數，網絡負載情況和終端的能力等信息，控制業務或內容提供商提供的內容的格式和分發。
另外，許可伺服器GS通過與廣電控制器BCtrl的交互，獲取廣電系統的SI信息，包括業務密鑰等。
廣電控制器根據融合業務子系統的分發伺服器的分發指示和來自數位電視前端提供的廣電網絡的負荷情況，對IP/DVB網關進行控制，控制IP包到DVB幀的轉換。
IP/DVB網關，負責將IP包封裝成DVB幀。MBCO方案對手持移動終端的業務採用在RF層與傳統的地面業務進行混合傳輸。
數位電視前端，產生傳統的數位電視業務輸出給用戶，可以以TS流的方式提供。
復用器，對數位電視前端提供的傳統MEPG2流進行復用，發送給針對手持移動終端應用的電視發射機DTT-H。
電視發射機DTT-H，用於對TS流進行信道編碼和調製，根據針對手持移動終端的空口標準完成業務的地面廣播。
在圖6中，如果行動網路是GPRS/UMTS系統，則移動多媒體業務中心MM-SC是MBMS-SC，如果是CDMA1X系統，則移動多媒體業務中心MM-SC是BCMCS，負責對外部網絡過來的業務進行分發，根據訂購業務的用戶數進行分發，採用MBMS廣播組播，BCMSC廣播組播或單播。
並且，行動網路中的其它設備，如GGSN，SGSN，RNC和NodeB等UMTS設備，或PDSN，BSC/PCF和BS，分別完成行動網路的原來相應的功能。
MBCO終端，在手機移動終端的基礎上，集成了地面接收器，並通過融合在廣電和行動網路接收進行協同工作。
另外，內容或業務提供子系統可以包括以下設備數位電視前端，用於產生傳統的數位電視業務，以TS流的方式提供。
DVB/IP網關，用於在業務或內容提供子系統中，為了支持傳統數位電視業務的IP承載，必須對業務進行格式轉換，DVB/IP網關完成TS流的IP封裝和轉換。
流媒體伺服器(SSStream Server)，用於存儲音視頻流，可以支持MPEG4/H.264/AVS-M等針對手持移動終端的流格式。由業務提供商或內容提供商提供。
文件伺服器(FSFile Server)，以文件形式提供單播或廣播組播數據。由業務提供商或內容提供商提供。
本發明的系統是一個融合的系統，對移動和廣電網絡進行協調，不影響各自的網絡結構。因此，業務在各個網絡的傳輸協議，即用戶平面基本沒有變化，協議的更多體現在控制平面，尤其是進行網絡協調的信令部分。
下面介紹一下本發明MBCO方案的協議棧。
圖7為本發明的系統由廣電網絡分發業務時所採用的用戶面協議棧示意圖。
參見圖7所示，本發明的系統中，對於音視頻業務，採用RTP協議進行傳輸，其他數據業務直接採用傳統的TCP/IP協議進行傳輸。IP/DVB網關對接收到的IP業務進行MPE封裝，根據需要實施FEC，最後輸出MPEG2TS流，發送給針對手持移動終端的地面電視發射機，由地面電視發射機通過手持地面廣播空口，發送給MBCO終端。MBCO終端從廣電接收器接收到的MPEG2TS流進行處理，恢復出IP數據包，交給相應的上層進行處理。
圖8為由行動網路分發業務的用戶面協議棧示意圖。
參見圖8，圖中所示的應用(Application)包括音、視頻流和其他數據業務。GTP-U，UDP/IPn和AAL5/ATM是GPRS/UMTS分組核心網絡的原有協議，完成應用在核心網的傳輸。分組數據匯集協議PDCP(Packet DataConvergence Protocol)映射高層特性到底層無線接口協議的特性，支持IPv4，PPP和IPv6等高層協議，並為其協議的透明性和控制信息壓縮，如IP頭部壓縮等。
SP的應用經過RTP/TCP/UDP、IP/u和Link協議處理後，經過物理層發送給行動網路中的MBMS-SC，MBMS-SC將應用發送給GGSN，GGSN、SGSN、RNC、NodeB對該應用經過與現有技術相同的協議處理後，發送給用戶終端。
如果採用CDMA網絡分發的協議棧原理類似，這裡不再贅述。
下面介紹控制面協議棧。
MBCO系統的控制平面包括兩個部分，一是通過行動網路與MBCO系統的交互，二是融合業務子系統對行動網路和廣電網絡進行分發協調所需要的信令。
圖9為當行動網路為UMTS網絡時MBCO系統的交互控制面協議棧示意圖。
參見圖9所示，IS是業務融合子系統的交互伺服器，通過行動網路如UMTS網絡，處理MBCO終端的請求信息。MA是維護應用，是交互的信令信息。
其中，無線接入網絡應用協議RANAP(Radio Access NetworkApplication Protocol)封裝和傳輸高層信令，如移動管理MM和會話管理SM和交互信令等，處理SGSN和Iu模式RAN之間的信令，管理Iu接口的GTP連接。
控制面的隧道協議GTP-C(GPRS Tunneling Protocol for the controlplane)負責對SGSN和GGSN(Gn接口)之間或SGSN和外部PLMM網絡(Gp接口)之間的信令信息及平臺傳輸子系統之間的信令進行隧道傳輸。
信令連接控制部分SCCP(Signaling Connection Control Part)是7號信令的一部分，用於適配不同面向應用的信令。
無線資源控制RRC(Radio resource control)管理系統的無線資源，控制底層協議實體(PDCP，RLC，MAC和物理層)。
同樣，通過CDMA網絡實現的上行交換協議棧原理相似，這裡不再贅述。
融合業務子系統對兩個網絡的協調表現在各個伺服器之間的信息交互，其控制面協議棧參見圖10所示。
各伺服器之間的信息交互通過網絡協作提交協議NCSP(NetworkCooperation Submission Protocol)來完成。
下面在圖6所示的系統中實現各種業務的過程。
業務或內容提供子系統提供業務，並向融合業務子系統提供業務的描述，融合業務子系統通過業務公告協議經過廣電系統和通過XML文件形式通過行動網路系統向MBCO終端提供業務的情況。
MBCO終端通過網絡接口檢測保持UMTS連接永遠在線，並通過行動網路系統向融合業務子系統提供終端能力，用戶對業務的消費習慣等信息。
融合業務子系統根據業務信息和終端信息，並根據網絡的負載和業務訂購的情況，為業務選擇最合適的交付路徑，並產生相應的交付記錄，MBCO終端根據業務描述信息進行相應的接收和處理。
參見圖11所示，MBCO終端的初始化的過程如下步驟1101MBCO終端和普通手機一樣，開機上電。
步驟1102進行行動網路的搜索和接入，檢測行動網路接口。
步驟1103MBCO終端判斷是否檢測到行動網路接口，如果是，則執行步驟1104，否則，返回步驟1102。
步驟1104MBCO終端檢測廣電接口，如果檢測到，則執行步驟1105，如果沒有檢測到，則返回步驟1104。
步驟1105MBCO終端接入行動網路，並通過行動網路向MBCO系統交互伺服器IS上報終端能力。
步驟1106MBCO終端獲取系統的節目信息，以產生媒體節目指南MPG。
參見圖12所示，MBCO終端業務獲取過程如下步驟1201～1202MBCO用戶需要進行業務消費時，通過MPG進行選擇，也可以通過上網瀏覽MBCO門戶進行選擇，並向IS發送業務請求，其中含有身份標識、終端能力和位置信息。
步驟1203IS收到該業務請求後，判斷該業務是否已調度，如果是，則執行步驟1206，否則，執行步驟1204。這裡，已經調度的業務，如通過MPG選擇的業務。
步驟1204IS對該終端進行鑑權，如果鑑權通過，則執行步驟1205，否則，執行結束本流程。
步驟1205IS判斷是否需要重定向業務，如果需要則執行步驟1206。孤僻則執行步驟1207。
步驟1206DS決定分發路徑。
步驟1207GS下發密鑰，並通知終端需要接收的信息類型以及接收時間等信息。
步驟1208DS下發業務，IS記錄交付路徑。
步驟1209MBCO終端在相應接口接收業務。
從上述過程可以看出，如果是通過IS門戶訂購的業務，DS則根據終端能力、用戶喜好、用戶位置，網絡負載和業務特點等信息進行交付路徑的選擇，GS在業務下發之前，下發業務密鑰，並通知終端使用哪個網絡接口進行接收，何時接收；如果是通過MPG選擇的業務，則是已經調度的業務，則IS發起業務鑑權，如果鑑權通過，DS決定該業務是否需要重定向，即根據終端的能力和當時的情況決定是否需要選擇另一個交付路徑，如果不需要，僅僅需要GS下發業務密鑰。
圖13為MBCO終端進行系統間切換時的流程。
參見圖13所示，MBCO終端進行系統間切換的過程如下步驟1301MBCO終端通過行動網路向IS請求切換網絡，切換請求信息中攜帶了用戶重選網絡進行業務消費的費用承受能力。這裡，MBCO終端發起切換的條件可以包括用戶手動觸發或當MBCO終端自身接收質量明顯下降，需要重新選擇網絡時觸發。
步驟1302IS收到切換請求後，向廣電控制器或移動多媒體業務中心請求廣電網絡或行動網路的負載信息，判斷網絡資源是否滿足，如果滿足，執行步驟1303，否則，提示用戶網絡資源不滿足，結束本流程。
步驟1303IS根據業務描述伺服器中的業務特點，得出利用所選網絡所需的費用，對於行動網路，IS還根據業務訂購的用戶數目，依據移動多媒體業務中心MM-SC所設定的移動廣播組播用戶閾值，獲得行動網路傳輸該業務的費用，然後據此費用與用戶的消費能力進行比較，如果超過用戶的消費能力，則提示用戶是否繼續消費，執行步驟1304；如果不超過，執行步驟1305。
步驟1304判斷用戶是否接受，如果接受，則執行步驟1305，如果不接受，則結束本流程。
步驟1305DS根據實際情況判斷該業務是重定向，還是在所切換到的另一路徑同時下發，如果是重定向，則執行步驟1306，否則，執行步驟1307。
步驟1306DS重定向業務，執行步驟1308。
步驟1307DS採取在行動網路下發拷貝業務。比如該業務是廣播業務，原來在廣電網絡進行下發，有移動用戶由於當時廣電接收的信號質量不好而觸發系統間切換，則在這種情況下，移動多媒體業務中心MM-SC根據該業務當時消費的用戶數目，相應的選擇組播或單播下發。
步驟1308MBCO終端繼續接收業務。
另外，MBCO系統的安全包括兩個方面，一是傳輸的安全，另一是內容的安全。傳輸的安全包括業務在IP網絡傳輸的安全和在行動網路和廣電網絡分發的安全。
IP網絡的傳輸安全由IP網絡的安全基礎設施保證，如IPsec網絡等，廣電網絡的分發安全由廣電網絡原有的條件接收系統CAS保證，同樣，行動網路的分發安全由移動的安全體系結構來保證。
內容的安全涉及到數字版權管理DRM，為了保證業務提供商所提供的業務內容不被免費複製和轉發，保證內容在終端觀看時才進行解密是一個很好的方法。
MBCO應用層和行動網路鏈路層的加密，以及與終端的配合，可以實現內容在終端觀看時才進行解密。
MBCO系統的安全基於MBCO終端的移動SIM卡，由於MBCO終端集成條件接收系統CAS的終端在工作時需要消耗許多能量，為了終端的省電，針對手持移動終端的融合業務在廣電網絡的傳輸不使用CAS，通過在MBCO應用層進行加密，在RF層與傳統地面節目進行混合傳輸，實現內容的安全性。
參見圖14所示，MBCO系統的安全過程如下步驟1401MBCO終端向MBCO系統發送接入認證請求。
步驟1402MBCO系統接收到該認證請求後，分局預先保存的該用戶的籤約信息進行業務鑑權，如果鑑權通過，執行步驟1403，否則，結束本流程。
步驟1403～1404GS產生加密信息，如加密密鑰，以及產生該加密密鑰對應的解密信息。
步驟1405GS選擇交付路徑下發加密信息對應的解密信息。
步驟1406DS根據加密信息進行加密和分發。
為了保證MBCO系統的安全，終端接入時需要進行認證，是MBCO系統的用戶才可以接入。在用戶進行業務消費時，MBCO系統根據用戶的籤約信息進行業務鑑權，許可的用戶才能進行消費。許可伺服器GS產生業務的加密信息，如加密密鑰等，及對應的解密信息，在業務下發之前，通過合適的交付路徑把解密信息下發給MBCO終端。
DS根據GS的加密信息，對業務進行加密，並選擇合適的交付路徑進行分發。密鑰等信息的分發和業務分發的路徑可能不同。
MBCO系統的業務融合子系統提供與第三方計費系統的接口，本發明利用行動網路的計費系統進行計費。融合業務子系統在進行業務的分發時所記錄的業務交付路徑等信息可以提供給計費系統進行計費，移動和廣電之間的利益分紅和結帳根據該信息進行。
參見圖15所示，MBCO系統的計費過程如下步驟1501DS分發業務。
步驟1502IS判斷該業務是否是調度業務，如果是，則執行步驟1503，否則，執行步驟1504。
步驟1503該業務需要重定向，如果需要，則執行步驟1504，否則，結束本流程。
步驟1504確認終端是否收到，如果收到，則執行步驟1506，否則，終端請求重傳，返回步驟1504。
步驟1506IS記錄交付路徑並啟動計費。
通過上述步驟可以看出，對於調度的業務，即通過MDP選擇的業務，只有在業務需要重定向時，即通過另一交付路徑下發時，IS才啟動計費；對於非調度的業務，IS在確認終端收到業務時，才記錄該用戶對該業務的消費情況。IS記錄的消費信息，提供給行動網路的計費系統。
本發明的MBCO方案是結合了行動網路的交互和廣電網絡的寬帶的優勢，為移動用戶提供低廉的豐富多媒體節目的端到端方案。
並且，業務的分發取決於業務的特性，用戶的要求及網絡的運行情況，使移動運營商和廣播運營商相互合作，利用各自優勢為移動用戶提供最好的業務用戶體驗，以達到多盈的結果。
MBCO系統基於IP網絡，通過新增功能實體組成融合業務子系統對行動網路和廣電網絡進行協同工作，不影響各自網絡原來的結構和組網。
廣電的手持發射機是針對手持移動終端的地面電視發射機，由於高功率的廣播特性，覆蓋範圍比移動基站大，但由於需要支持手持移動，覆蓋範圍又比傳統的地面電視發射機小，一般來說，其覆蓋範圍大約在10～15公裡，對於一個大城市，大約需要10個針對手持移動終端的地面電視發射機。這些發射機可以與移動運營商的基站共享站址，減少基站機房的建設。
MBCO的成本主要在於業務融合子系統，對於移動運營商而言，只需要增加移動多媒體業務中心MM-SC，用於與融合業務子系統交互信息；而對於廣播運營商來說，只需要增加廣電控制器，用於與融合業務子系統交互信息。
權利要求
1.一種實現移動多媒體業務的系統，其特徵在於，該系統包括內容提供子系統、業務提供子系統、融合業務子系統、廣播傳輸子系統、移動傳輸子系統以及用戶終端，其中，內容提供子系統和業務提供子系統，用於向業務融合子系統提供業務描述信息，所述業務描述信息包括業務內容、業務格式和業務播放時間；融合業務子系統，用於將用戶描述信息發送給移動傳輸子系統，並根據終端能力信息確定分發業務的業務格式，利用所確定的業務格式將該業務內容發送給移動傳輸子系統或廣播傳輸子系統；移動傳輸子系統，用於轉發來自用戶終端的終端能力信息給融合業務子系統，並將來自融合業務子系統的所述業務描述信息以及業務向用戶終端發送；廣播傳輸子系統，用於廣播融合業務子系統發送的業務；用戶終端，用於將終端能力信息發送給移動傳輸子系統，並根據接收到的所述業務描述信息對所述業務進行相應的接收和處理。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述融合業務子系統包括路由管理器，用於對分發到廣播傳輸子系統的業務進行路由管理，播控管理；業務描述伺服器，用於保存或更新所述業務提供伺服器或內容提供伺服器提供的業務描述信息，並根據分發伺服器提供的業務格式將業務內容進行轉換，再向業務分發伺服器提供相應業務格式的業務內容以及業務播放時間信息；交互伺服器，用於接收來自用戶終端的業務請求，以及從業務描述伺服器中得到的業務格式和業務內容，並向移動傳輸子系統發送所述業務格式和業務播放時間；分發伺服器，根據終端能力和網絡接口狀態，網絡負載，業務的特性等信息為業務作出分發決策，以選取最合適的業務交付路徑。
3.根據權利要求1或2所述的系統，其特徵在於，所述融合業務子系統包括許可伺服器，用於向MBCO終端提供必要的能查看到所分發業務內容的授權信息。
4.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述交互伺服器與移動傳輸子系統的計費系統接口的相連，用於提供移動傳輸子系統的計費信息。
5.根據權利要求1所述系統，其特徵在於，所述移動傳輸子系統為WCDMA網絡或CDMA網絡。
6.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述廣播傳輸子系統包括廣電控制器、IP/DVB網關、數位電視前端、復用器、電視發射機，其中，廣電控制器，根據融合業務子系統的分發伺服器的分發指示和來自數位電視前端提供的廣電網絡的負荷情況，對IP/DVB網關進行控制，控制IP包到DVB幀的轉換；IP/DVB網關，負責將IP包封裝成DVB幀；數位電視前端，產生傳統的數位電視業務輸出給用戶；復用器，對數位電視前端提供的傳統MEPG2流進行復用，發送給針對手持移動終端應用的電視發射機；電視發射機，用於對TS流進行信道編碼和調製，根據針對手持用戶終端的空口標準完成業務的地面廣播。
7.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述融合業務子系統與廣電傳輸系統中的IP/DVB網關之間的音視頻業務流採用MPEG2/MPEG4/H.264/AVS-M、RTP/UDP、IP協議處理；所述融合業務子系統與廣電傳輸系統中的IP/DVB網關之間的數據採用TCP/UDP、IP協議處理；所述融合業務子系統和移動傳輸系統中的基站之間的音視頻流和數據流採用RTP/TCP/UDP、IP協議處理。
8.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述融合業務子系統和移動傳輸系統之間的控制面採用TCP/UDP、IP協議處理。
9.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述交互伺服器與分發伺服器之間，業務描述伺服器與分發伺服器之間採用NCSP、TCP/UDP、IP協議棧處理。
10.一種利用權利要求1所述的系統實現移動多媒體業務的方法，其特徵在於，該方法包括以下步驟A.用戶終端發送業務請求給融合業務子系統，其中包括終端能力信息；B.融合業務子系統收到該業務請求後，根據終端能力信息以及當前網絡負載情況確定分發路徑以及業務格式；C.融合業務子系統按照確定的分發路徑、利用所述業務格式將用戶所請求的業務內容分發給用戶終端；D.用戶終端接收該業務內容。
11.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，在步驟A之前，該方法進一步包括A0、用戶終端開機上電，檢測移動傳輸子系統接口是否正常，如果移動傳輸子系統接口正常，則接入移動傳輸子系統，同時檢測廣播傳輸子系統接口狀態，並記錄該接口狀態信息；A1、用戶終端通過移動傳輸子系統向融合業務子系統上報終端能力信息；A2、融合業務子系統根據該用戶終端上報的終端能力信息以及當前網絡狀況確定業務格式和業務播放時間，並將含有業務格式和業務播放時間的業務描述信息通過移動傳輸子系統發送給用戶終端，則步驟A中所述業務請求是根據步驟A2中所述業務描述信息選擇所需要的業務，並發起業務請求的。
12.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，步驟A中所述業務請求是通過登陸網際網路訪問MBCO門戶選擇並觸發的。
13.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，在步驟A之後，並且在步驟B之前，該方法進一步包括B1、融合業務子系統判斷該用戶終端的業務請求是否正在被調度，如果是，則執行步驟B2，否則，執行步驟B；B2、融合業務子系統對該用戶終端進行鑑權，如果鑑權通過，則執行步驟B3，否則，結束本流程；B3、融合業務子系統判斷是否需要為該用戶終端重定向業務，如果是，則執行步驟B，否則，執行步驟C。
14.根據權利10～13所述的方法，其特徵在於，在步驟C中在分發業務內容時，該方法進一步包括記錄為該用戶終端分發業務的交付路徑以及時間和流量信息，並將記錄的信息提供給行動網路的計費系統，並根據這些信息進行計費。
15.根據權利要求13所述的方法，其特徵在於，在步驟B2中，如果鑑權通過，則在步驟B中該方法進一步包括融合業務子系統產生加密信息和解密密鑰，並將解密密鑰通過移動傳輸子系統發送給用戶終端；在步驟C中融合業務子系統對分發的業務內容進行加密，並且在步驟D中用戶終端利用所述解密信息對接收的業務內容進行解密。
16.根據權利要求10所述的方法，其特徵在於，在執行步驟D的過程中，該方法進一步包括D1、用戶終端通過移動傳輸子系統向融合業務子系統發送切換請求，其中含有用戶終端能力信息；D2、融合業務子系統收到該切換請求後，判斷當前網絡資源是否滿足切換要求，如果滿足，執行步驟D3，如果不滿足，則結束本流程；D3、融合業務子系統判斷該業務是重定向，還是在所切換到的另一路徑同時下發，如果是重定向，則融合業務子系統重定向業務，MBCO終端繼續接收業務，否則，融合業務子系統採取在移動傳輸子系統下發拷貝業務。
17.根據權利要求16所述的方法，其特徵在於，在步驟D2之後，並且在步驟D3之前，該方法進一步包括D30、融合業務子系統根據業務描述伺服器中的業務特點，計算得出利用所選網絡傳輸該業務所需的費用，然後判斷該費用是否超過該用戶的消費能力，如果不超過，則提示用戶是否繼續消費，執行步驟D31，否則，執行步驟；D31、判斷用戶是否接受，如果接受，則執行步驟D3，如果不接受，則結束本流程。
18.根據權利要求17所述的方法，其特徵在於，如果步驟C中融合業務子系統採用在廣播傳輸子系統中分發業務內容，則在步驟D30中傳輸該業務所需費用是所述融合業務子系統根據業務訂購的用戶數目，依據移動多媒體業務中心MM-SC所設定的移動廣播組播用戶閾值，計算移動傳輸子系統傳輸該業務的費用。
全文摘要
本發明公開了一種實現移動多媒體業務的系統和方法，包括內容提供子系統和業務提供子系統，用於向業務融合子系統提供業務描述信息；融合業務子系統，用於將用戶描述信息發送給移動傳輸子系統，並根據終端能力信息確定分發業務的業務格式，利用該業務格式將業務內容發送給移動傳輸子系統或廣播傳輸子系統；移動傳輸子系統，用於轉發來自用戶終端的終端能力信息給融合業務子系統，並將接收的業務描述信息以及業務向用戶終端發送；廣播傳輸子系統，用於廣播融合業務子系統發送的業務；用戶終端，用於將終端能力信息發送給移動傳輸子系統，並根據接收到的業務描述信息對業務進行相應的接收和處理。本發明可以根據用戶終端的能力分發業務。
文檔編號H04N7/16GK101022571SQ20061000765
公開日2007年8月22日 申請日期2006年2月15日 優先權日2006年2月15日
發明者莊宏成, 張毅 申請人:華為技術有限公司