摘要经过长期的研究和发展，多媒体广播/组播业务（MBMS）在R6、R7版本的3G系统中已经取得了完整的实现，但是仍然无法满足日益增长的业务需求，尤其是用户和运营商对手机电视业务的强烈需求。随着R8规范的开始制定，一方面为了进一步提高MBMS的业务性能，另一方面需要适应新的系统架构演进/长期演进（SAE/LTE）系统，MBMS在逻辑架构、业务模式、传输方式和信道结构等方面进行了重大改进。通过分析研究，文章就这几个方面详细地阐述了从现有的MBMS（即R6/R7MBMS）到演进多媒体广播/组播业务（E-MBMS）（包括SAEMBMS和LTEMBMS）的演进过程。
多媒体广播/组播业务（MBMS）是3GPP组织在R6版本中引入的重要特性，是为了实现从数据源向特定范围内多个用户同时传送数据的一种点到多点的业务，从而令网络（包括核心网和接入网）资源得到共享，以较少的资源实现为大量具有相同需求的用户同时提供业务（如：多媒体业务等）。
虽然经过长期的研究和发展，MBMS在R6、R7版本的3G系统中已经取得了完整的实现，但是仍然无法满足日益增长的业务需求，尤其是用户和运营商对手机电视业务的强烈需求。随着R8规范的开始制定，一方面为了进一步提高MBMS的业务性能，另一方面需要适应新的系统架构演进/长期演进（SAE/LTE）系统，MBMS在逻辑架构、业务模式、传输方式和信道结构等方面进行了重大改进。通过分析研究，本文就这几个方面详细地阐述了从现有的MBMS（即R6/R7MBMS）到E-MBMS（即演进版MBMS，包括SAEMBMS和LTEMBMS）的演进过程。
1、MBMS逻辑架构的演进
1.1MBMS架构
在R6/R7中，MBMS功能是通过对3G网络的改进而实现的，因此MBMS架构要依附于已有的3G网络架构。主要的改进包括两方面：一方面通过增加新的功能实体广播组播业务中心（BM-SC）来提供与管理MBMS业务；另一方面是在已有的功能实体上（包括：GGSN、SGSN、BSC/RNC和UE）增加对MBMS业务的支持。
BM-SC可实现对MBMS业务的提供与管理。对于内容提供方，BM-SC是MBMS业务内容的入口；对于承载网络，BM-SC负责授权、发起MBMS业务，以及调度、传输MBMS业务内容。作为MBMS的核心功能实体，BM-SC包括5部分功能：
1）成员关系功能：负责保存用户的订阅信息，对UE加入MBMS业务进行授权处理，以及产生计费记录。
2）会话与传输功能：负责发起和终止MBMS会话，对外部内容提供方进行授权认证，并负责接收和发送MBMS业务数据。
3）代理与转发功能：在控制面上BM-SC是内部各个功能与网关GSN（GGSN）之间进行信令交互的代理，在用户面上是会话与传输功能向GGSN传送MBMS业务数据的桥梁。
4）业务声明功能：负责向UE提供MBMS业务信息，包括媒体说明（如：视频类型、声音编码）和会话说明（如：业务标识、地址、播放时间）。
5）安全功能：为MBMS业务数据提供完整性和私密性保护，向已获MBMS授权的UE提供密钥。
BM-SC通过两个控制面接口（Gmb接口、Mz接口）实现对MBMS业务的控制。其中Gmb接口支持GGSN与BM-SC之间的信令交互，是MBMS承载业务的边缘；Mz接口支持在不同的BM-SC之间进行信令交互，为MBMS业务提供跨BM-SC漫游的能力。这两个接口上所交互的信令包括：MBMS承载相关（如：MBMS会话开始、停止）和MBMS用户相关（如：授权、MBMS业务激活）两类。此外BM-SC通过Gi接口传送MBMS业务数据。
1.2E-MBMS逻辑架构
在R6/R7中，通过在3G系统中增加BM-SC（包括定义Gmb、Mz接口），并向已有的网络实体增加MBMS功能来提供MBMS业务。因此R6/R7MBMS可以看作是对3G系统的一种功能扩展。而在E-MBMS中提供了完整的逻辑架构（图1），包括在核心网中定义的MBMS逻辑实体和在接入网中定义的动态管理（MCE）功能实体（详见本文第3部分），以及相关的控制面、用户面接口。E-MBMS这种完整、独立的逻辑架构，便于对MBMS各部分功能进行灵活部署，有利于MBMS的资源优化和性能提升。
图1 E-MBMS逻辑架构
eBM-SC是演进版的BM-SC，它不但具有BM-SC的功能，还能够在使用MBMS承载（通过SGmb、SGimb接口）或者使用单播承载（通过SGi接口）之间进行选择，这样使得eBM-SC有能力针对业务特性和用户数量来选择合理的承载类型。由于在E-MBMS中提供了增强广播承载类型（详见本文第2部分），因此UE可能使用单播承载向eBM-SC进行注册/注销。此外eBM-SC还能够通过单播承载向特定用户提供高级别的MBMS业务。
MBMS业务在核心网中由E-MBMS网关负责处理，它由控制面和用户面功能组成，这两部分功能可能实现于不同的网络实体。用户面功能一方面负责中转eBM-SC与控制面功能之问的信令（通过SGmb和Sm接口），另一方面负责接收来自eBM-SC的MBMS业务数据（通过SGimb接口），并通过M1接口向接入网传输业务数据。M1接口支持数据帧的同步传输，以IP组播的方式下发数据。控制面功能主要负责接收和处理来自于eBM-SC的MBMS承载业务的会话控制信令（如：会话开始、停止）、以及用户面功能所提供的必要信息（如：用于MBMS数据传输的IP组播地址），并且通过M3接口与接入网进行信令交互。
2、MBMS承载类型的演进
MBMS提供广播和组播两种承载类型。使用广播承载时，业务数据会向业务区域内的所有用户发送，用户无需向网络进行注册便可以接收数据；而使用组播承载时，业务数据只向特定用户进行传输，为了接收业务数据，用户必须向网络进行注册，并将用户信息保存在网络的相关节点之中。MBMS广播和组播是针对不同的业务需求提供的不同承载类型，具有不同的业务流程。
每项MBMS业务在BM-SC都保存了对应的业务信息，通过业务声明/发现过程（包括WAP、http和MMS等方式），UE可以获得这些业务信息。业务信息中会包括该MBMS业务所使用的承载类型。当使用MBMS组播承载时，业务信息还会向UE提供加入组播承载的必要参数，如业务组播地址、业务开始时间等。
