本文来自星球精华帖,“modem帮”知识星球简介5G NR广播多播业务(Multicast/Broadcast Services,MBS)的发展使得多媒体内容(例如共安全和关键任务服务……
本文来自星球精华帖,“modem帮”知识星球简介5G NR广播多播业务(Multicast/Broadcast Services,MBS)的发展使得多媒体内容(例如共安全和关键任务服务、V2X 应用、IPTV、直播视频、无线软件交付和 IoT 应用等)能够通过广播的传输方式传送到UE,因而用户能够随时随地观看广播电视节目或接收数据推送服务。通常传输数据是以单播形式进行,当用户人数过多时网络就会出现拥塞。这样一个cell小区有多个用户同时观看视频内容,DL速率就难以保证,如果在cell内进行广播就可以保证流畅观看体验,这算是MBS的提出背景。
R17 NR MBS为 PTM(点对多点)性质的服务(例如公共安全和关键任务服务、V2X 应用、IPTV、直播视频、无线软件交付和 IoT 应用)指定了两种交付模式,即 MBS多播和 MBS 广播。根据UE所处的RRC 状态的不同,MBS的传输方式也不一样。截至到R18,RRC_IDLE mode的UE可以进行MBS 广播业务,而处于RRC connected mode和Inactive mode的UE则可以通过MBS 多播和广播的方式进行数据的传输。
Broadcast service是向地理区域内的所有 UE同时提供相同的服务和相同的特定内容数据。Broadcast service使用Broadcast session传递给 UE。UE 可以在 RRC_IDLE、RRC_INACTIVE 和 RRC_CONNECTED 状态下接收广播通信服务,广播只有PTM ,没有PTP。这里PTM 是Point to Multipoint的缩写,PTP 是Point to Point的缩写。
Multicast服务会同时向一组专用的 UE 提供相同的服务和相同的特定内容数据(即并非所有 MBS 服务区域内的 UE都有权接收数据)。Multicast服务使用多播session传递给 UE。UE 可以在 RRC_CONNECTED 状态下使用 PTP/PTM 传送等机制接收多播通信服务,也可在 RRC_INACTIVE 状态下使用 PTM 传送接收多播通信服务。
说实话MBS的内容还蛮多的,这也是之前没有整理这部分内容的原因,不管拖多久该看得内容还是要看。这篇是overview内容,主要是从R17/R18的角度分别看下各自对应MBS的哪些内容。
R17
一 Multicast-broadcast services in 5G
5G 多播和广播服务指定使用 NR 对 5G 系统的架构增强以支持多播和广播通信服务;这就包括对如何提供多播和广播通信等功能的支持,特定位置区域内的支持、移动性、MBS session管理和 QoS;并涵盖与 E-UTRAN 和基于 EPC 的 eMBMS 的互通以实现公共安全(例如 MCX 服务)。
对于连接态的UE,NR MBS讨论并设计了发送模式、公共频域资源、半持续调度SPS PDSCH,为了提升传输的可靠性,NR MBS还支持HARQ-ACK反馈和重传等机制。在R15/R16 NR中,单播的下行和上行传输已经有了非常完整详细的结构、过程和逻辑,因此,R17 NR MBS的设计主要是基于单播的上下行设计,同时进行了必要的改动。此外,当一个UE同时支持MBS和单播业务的接收时,如何进行资源的复用也会对已有的物理层设计产生影响。
5G Multicast and Broadcast Services具有以下特性:
1 架构增强。TS 23.247中定义的MBS架构遵循5G系统架构原则,能够将MBS数据从5GS入口分发到 NG-RAN 节点,然后再分发到 UE。
上图是5G MBS系统的架构图,其中左图控制面采用服务化接口描述,右侧图中采用参考点的方式描述MBS系统架构。
5G MBS架构包含以下网络功能,具体功能如下所述。
(1) PCF:支持MBS会话的QoS处理;向MB-SMF提供有关MBS会话的策略信息,以授权相关的 QoS 配置文件;与UDR交互以获取QoS信息;PCF可以从AF、NEF或MBSF接收MBS信息。
(2) 多播/广播-会话管理功能(Multicast/Broadcast Session Management Function,MBSMF :
一般功能: a 支持MBS会话管理(包括QoS控制);b 根据来自 PCF 或本地策略的多播和广播服务策略规则,配置 MB-UPF 以进行多播和广播数据传输;c 分配和取消分配TMGI。
特定于广播MBS session:与RAN(通过AMF)交互以使用5GC共享MBS流量传输方法控制数据传输;
特定于多播MBS session:与SMF交互以向SMF提供会话上下文信息;5GC单播MBS流量传输方法传输MBS多播数据时,控制MB-UPF;与 RAN 交互(通过 AMF)以在 MB-UPF 和 RAN 节点之间建立数据传输资源,用于 5GC 共享 MBS 流量交付方法。
5G系统使用MBS会话标识识别MBS多播会话或广播会话,并应用于与AF的外部接口、AF和UE之间以及与UE的接口上。
MBS会话标识TMGI的组成如图所示。
TMGI由3部分组成。
a MBS业务标识(MBS Service ID)由3个8位字节组成。MBS业务标识由000000和FFFFFF之间的6位固定长度16进制数字组成。MBS业务标识唯一标识PLMN内的MBS服务。
b 移动国家代码(MCC)由3位数字组成。MCC唯一标识MB-SMF的所在国家。
c 移动网络代码(MNC)由两位或3位数字组成(由国家编号计划管理者来分配)。
TMGI可以由5GC或外部AF分配,并发送到UE,在RAN、CN和UE之间的信令消息中使用。
UE应能够通过MBS业务通告(service annoucement)获得至少一个MBS广播会话标识。
(3) SMF:多播通信时发现MB-SMF;与RAN交互以建立共享数据传输资源;与MBSMF交互以获取多播会话上下文信息,与RAN交互以建立共享数据传输资源。这里需要注意的是,SMF和MB-SMF可以合设或单独部署。
(4) 多播/广播-用户面功能(Multicast/Broadcast User Plane Function ,MB-UPF):对输入的下行多播广播流的数据包进行过滤;基于已有方法执行QoS(MFBR)和流量使用报告;与MB-SMF交互以接收多播广播数据,当使用5GC共享MBS流量传送方法时,向RAN节点传送广播数据。
(5)AMF:同NG-RAN和MB-SMF交互信令,以管理MBS会话;选择用于广播流量分配的NG-RAN;选择负责通知向空闲态UE以激活其多播会话的NG-RAN。
(6) NG-RAN:通过N2管理MBS QoS流,使用PTP或者PTM的方式向多个UE传递来自于5GC的MBS数据;通知空闲态或者RRC_INACTIVE状态的UE激活多播会话。
(7) UE:通过PTP或者PTM的方式接收多播数据,通过PTM的方式接收广播数据,处理传入的MBS QoS流,支持基于会话管理的信令来加入或者退出MBS会话;支持在空闲态或者RRC_INACTIVE状态时接收NG-RAN通知来激活多播会话。
(8) AF,通过向5GC提供包括QoS要求在内的业务信息,向5GC请求多播广播服务;如果需要,向5GC指示MBS会话操作;与NEF交互以获取MBS相关能力开发服务。
(9) NEF,为包括服务提供、MBS会话和QoS管理在内的MBS流程提供到AF的接口;同AF与5GC中的NF交互,例如,MBS会话操作的MB-SMF、传输参数的确定;选择MB-SMF以服务于MBS会话。
(10) 多播/广播业务功能(Multicast/Broadcast Service Function,MBSF),与AF和MBSMF交互以进行MBS会话操作、传输参数的确定和会话传输;选择MB-SMF以服务于MBS会话;如果使用MBSTF,则MBSF控制MBSTF;如果IP多播地址来自MBSTF,则确定MBS会话的IP多播地址。
(11) 多播/广播业务传输功能(Multicast/Broadcast Service Transport Function,MBSTF),可作为MBS数据传输的媒体锚点、IP多播地址的源侧。
(12) UDM,管理多播MBS会话的授权数据。
(13) UDR,管理多播MBS会话的授权数据,支持多播或广播MBS会话的策略信息管理。
(14) NRF,支持新的NF类型MB-SMF和MBSF及其相应的NF配置文件;对于多播或广播MBS会话,在MBS会话创建时,支持基于DNN、S-NSSAI等参数的MB-SMF发现;在UE加入多播会话时,NRF需要根据MBS会话标识进行MB-SMF发现。
2 TS 23.501中定义的 QoS 模型和参数也适用于多播/广播通信服务,但也有一些差异。TS 23.503中定义的策略和计费控制框架适用于多播和广播服务,即 MBS 会话绑定、QoS 流绑定、MBS session的PCC规则和策略信息。
3 5GC单独MBS流量传输仅用于多播,其中 5GC接收多播数据包的单个副本,并通过每个 UE PDU session将这些多播数据包的单独副本传送给各个UE,因此对于每个这样的UE,一个 PDU session需要与多播MBS session相关联。5GC Shared MBS traffic delivery可用于多播和广播,其中 5GC会接收MBS数据包的单个副本,并将这些MBS数据包的单个副本传送到RAN 节点。有关详细信息,请参见下图 。
这张图中,MB-UPF充当 MBS session的 MBS session锚点,如果 MBSTF参与MBS 会话,则 MBSTF充当 MBS 流量的媒体锚点。MB-UPF仅从AF或MBSTF 接收一份 MBS 数据包。
MB-UPF 和 AF 之间的用户平面可以使用多播传输或单播隧道进行 MBS 会话,这取决于应用程序和控制接口的功能。如果传输网络不支持多播传输,则用户平面使用单播隧道进行 MBS 会话。MBSTF 和 AF 之间的用户平面可以使用单播隧道、多播传输或其他方式(例如从外部 CDN 下载 HTTP)。MBSTF 和 MB-UPF 之间的用户平面使用单播隧道进行 MBS 会话。如果 MB-UPF 与 AF 或 MBSTF 之间的 MBS 会话使用单播隧道,则 MB-UPF 在收到下行 MBS 数据后,转发下行 MBS 数据时,不带收到的外部 IP 头和隧道头信息。
对于位置相关 MBS 会话,面向 MB-UPF 的用户平面只能使用单播隧道,需要传送到不同区域的内容通过不同的隧道发送到 MB-UPF。如果面向 MB-UPF 的用户平面使用单播隧道,则 MBS 会话的所有服务数据流或位置相关 MBS 会话的区域会话的所有服务数据流都在同一隧道中发送。
从 MB-UPF 到 NG-RAN(s) 的用户平面(用于 5GC 共享 MBS 流量传输)和从 MB-UPF 到 UPF 的用户平面(用于 5GC 单独 MBS 流量传输)可以通过每个 MBS 会话的公共 GTP-U 隧道使用多播传输,或者通过 NG-RAN 或 UPF 上的单独 GTP-U 隧道以以下方式在每个 MBS 会话中使用单播传输:
(1) 对于 5GC Shared MBS流量传输(即 MB-UPF 将用户平面数据传送到支持 MBS 的 NG-RAN),如果传输网络支持 IP 多播,则 NG-RAN 节点通过每个 MBS会话的公共 GTP-U 隧道使用多播传输,否则通过每个NG-RAN节点的每个 MBS 会话的单独GTP-U隧道使用单播传输。
(2) 对于 5GC 单独 MBS 流量传输(即 MB-UPF 将用户平面数据传输到 UPF),如果传输网络支持IP多播,并且UPF 支持通过 N19mb 接收多播数据,则 UPF 通过每个 MBS 会话的公共 GTP-U 隧道使用多播传输,否则使用每个 UPF 每个 MBS 会话通过单独的 GTP-U 隧道进行单播传输。
如果用户平面使用单播传输,则传输层目的地是 NG-RAN 或 UPF 的 IP 地址,每个 NG-RAN 或 UPF 分别分配隧道,并且多个GTP-U隧道用于 MBS 会话。如果用户平面使用多播传输,则 RAN 和 UPF 节点都使用公共 GTP-U 隧道。GTP-U 隧道由公共隧道 ID 和 IP 多播地址标识为传输层目的地,两者均由 5GC 分配。
4 5GC 应授权 AF 向 5GC 传送 MBS 数据与 5GC 交互。NEF 对外部 AF 进行授权,以确定是否允许与 5GC 交互。
5 多播通信服务。它旨在向专用的一组UE提供相同的服务和相同特定内容的数据,其包含以下多播特性。
(1)对于多播 MBS session,5GC根据MBS订阅数据、UE的MBS订阅数据和MBS session信息授权给UE。
(2)本地多播服务是限制在某个MBS服务区域中的多播MBS服务,由NG-RAN节点和5GC强制执行。位置相关的多播服务是在多个MBS服务区中提供的MBS服务,当UE移动到新的MBS服务区时,应将来自新MBS服务区的内容数据传送给 UE,并且网络会停止将来自旧 MBS服务区的内容数据传送给 UE。
(3)MBS 服务的移动性支持。在 UE 加入 MB session后,UE可以从一个 NG-RAN 节点移动到另一个NG-RAN 节点。为了最大限度地减少切换过程中UE的数据丢失,可以将多播 MBS session数据从source NG-RAN 节点转发到target NG-RAN 节点。
(4)session 激活和停用。MBS session激活过程用于激活 NG-RAN 节点上的 MBS 数据资源。MBS session停用过程用于停用 NG-RAN 节点上的 MBS 数据资源。通过适当控制会话激活/停用,可以有效地利用资源。
6 广播通信服务。它旨在向地理区域内的所有UE同时提供相同的服务和相同的特定内容数据。对于位置相关的广播服务,它与多播类似。为了最大限度地减少服务中断,当 MBS 服务从 NR/5GC 移动到 E-UTRAN/EPC 或反向时,服务层支持互通。
7 多播/广播服务的安全性。服务层可选地支持控制平面过程和用户平面过程,以保护MBS流量的安全。当使用 5GC Shared MBS traffic delivery方法进行 MBS 数据传输时,应停用UE和RAN之间的用户平面安全性,以避免冗余保护。
二 NR multicast and broadcast services
此 Rel-17 NR MBS WI 为 PTM(点对多点)性质的服务(例如公共安全和关键任务服务、V2X 应用、IPTV、直播视频、无线软件交付和 IoT 应用)指定了两种交付模式,即 MBS 多播和 MBS 广播。
在引入NR MBS之前,NR 不支持用于用户数据传输的广播/多播传输。PTM 性质的服务只能通过基于单播的 NR 交付,这显然很低效,特别是从radio资源利用率的角度来看。然而,对于上述用例,广播/多播传输提供了实质性的好处,特别是在系统效率和用户体验方面。MBS多播交付模式能够处理更高 QoS 的服务,而 MBS 广播交付模式则专注于较低QoS的服务。
1 MBS 多播
MBS 多播为 RRC_CONNECTED mode UE 提供 MBS 传送模式,具有以下特点:
(1)组调度:为多播调度定义一个common frequency resource (CFR),即具有多个连续 PRB 的“MBS 频率区域”,该资源在dedicated单播 BWP 内配置。可以通过 RRC 信令为一组 UE 配置 G-RNTI 以进行group调度,还可以为该组 UE 配置DL SPS 和 G-CS-RNTI 以进行 MBS 多播。gNB 使用 G-RNTI(或 G-CS-RNTI)将传输块调度到该组 UE。
这里涉及几个标识如下:
a MCCH-RNTI:标识广播接收的MCCH传输和MCCH更改通知。
b Multicast MCCH-RNTI:标识 RRC_INACTIVE 状态下的多播接收的 MCCH 传输和 MCCH 更改通知。
c G-RNTI:标识动态调度的 MTCH PTM 传输;
d G-CS-RNTI:标识使用configured grant调度的 MTCH 的配置调度 PTM 传输;
(2)HARQ 反馈:HARQ 反馈用于进一步提高组调度的效率,支持以下两种 HARQ 反馈报告模式:
a 在第一种 HARQ 反馈报告模式中,如果 UE 正确接收到传输块,则 UE 发送带有 HARQ-ACK 信息的 PUCCH,如果 UE 未正确接收到传输块,则发送 HARQ-NACK 值。
b 对于第二种 HARQ 反馈报告模式,仅当UE未正确接收到传输块时,UE才发送带有 HARQ-NACK 信息的 PUCCH。还可以半静态或动态地为 UE disable 多播的 HARQ 报告。
(3)可以为MBS多播进行动态 PTP/PTM switch。
gNB 基于G-RNTI (PTM) 调度数据并不总是有效的,有时基于PTP的调度(与单播相同)可以带来更多好处,这要归功于单播机制的完善性。基于通用PDCP entity,gNB 可以决定是否使用 PTM 或 PTP 在特定时间向 UE 传送 MBS 多播会话的数据。gNB根据MBS session QoS 要求、联合调度的 UE 数量、UE 对链路质量的反馈和其他标准等信息做出决定,并确保无论选择哪种传输方法,都能满足服务的 QoS 要求。上图是MBS多播动态调度的gNB和UE 的L2图示。
UE同时收到PTM和PTP配置时,gNB可以通过dedicated 信令改变PTM/PTP的RLC 配置,如上图。如果已配置isPTM-Entity,则表示 RLC entity用于 PTM 接收。当该字段不存在时,RLC entity用于 PTP 传输/接收。
(4) MBS 多播的无损切换:为了支持高 QoS 服务,必须确保切换期间的无损数据传输。为了实现无损切换,应通过以下方法之一或组合来确保source和target RAN 节点之间的 PDCP SN 同步:
a 从NG-U上提供的 DL MBS QFI SN 中派生 PDCP SN;
b 在NG-RAN部署共享NG-U终端,在gNB之间共享,其中包括用于分配 PDCP SN 的common entity。
source gNB 可以建议对某些 MRB 进行数据转发以尽量减少数据丢失,并且可以在切换准备期间与target gNB 交换相应的 MRB PDCP SN:
a 如果 支持MBS的target cell MRB中配置了 PTP RLC AM entity,则那支持MBS的cell之间的切换就支持多播服务无损切换,无论 UE 是否在source cell中配置了 PTP RLC AM entity。
b 为了支持多播服务的无损切换,网络必须确保source小区和target小区之间的 DL PDCP COUNT 值同步和连续性。此外,在无损切换期间可以使用从source gNB 到target gNB 的数据转发或UE为多播会话的 MRB 提供的 PDCP stats report。
2 MBS 广播
MBS 广播为所有 RRC 状态下的 UE 提供DL only的 MBS 传送模式,此时可以用较低QoS服务,通常来说具有以下特点:
(1)组调度:为广播调度定义common frequency resource (CFR),CFR可以认为是具有多个连续 PRB 的“MBS frequency region“,在调度上可使用 G-RNTI 来调度相关的 MBS 广播服务。CFR的带宽可以等于或大于初始 BWP,具体需要由系统信息指示。值得注意的是MBS 广播不支持 HARQ 反馈和 HARQ 重传。
(2)MBS 广播配置:UE 可以通过广播控制信道(即 MCCH)接收广播服务的 MBS 配置,对于 RRC_IDLE、RRC_INACTIVE 和 RRC_CONNECTED 状态下的 UE,会共用一套相同的配置。
(3)服务连续性:MBS 广播无法确保无损移动性,但也有指定一些机制来支持广播服务的服务连续性。NR MBS 广播支持 MBS 频率优先级,这可以保证处于 RRC_IDLE/RRC_INACTIVE 中的 UE 能够选择正确的频率驻留并接收其感兴趣的服务。
为了确保 RRC_CONNECTED 中 UE 的 MBS 广播服务连续性,UE 可以向 gNB 发送 MBS interest Indication,由此gNB可以对UE进行配置,以使其能够使用 MBS 广播接收UE感兴趣的服务。
R18
一 5G MBS Phase 2
支持 5G 多播广播服务的SMF和MB-SMF计费方面,TS 23.247中指定了 5G 多播广播服务的架构增强功能。而EPC eMBMS 服务的计费增强功能在 TS 32.273中定义。
3GPP定义了5G 多播广播服务的计费架构,并在TS 32.240中引入 MB-SMF 和 CHF 之间的 N101 接口。在 TS 32.290中添加 MB-SMF 作为 Nchf_ConvergedCharging 服务的服务消费者。在 TS 32.255中定义 SMF 的计费原则、计费触发器和消息流,以支持 5G 多播服务的 PDU 会话计费。
新的计费规范 TS 32.279规定了 MB-SMF 的计费增强功能,以支持5MBS 计费,包括 MBS session计费的计费原则、计费触发器、消息流和 CHF CDR 计费信息。
在 TS 32.291中添加 5G MBS 指定数据类型和更新 Nchf_ConvergedCharging API,并在 TS 32.298中将 CHF 记录更新为支持的 5G MBS 计费。
二 Enhancements of NR MBS
3GPP基于 Rel-17 MBS进行了增强,具体增强分别是支持UE在 RRC_INACTIVE 中进行多播接收、MBS 广播和单播接收的共享处理、以及 RAN 共享场景中 MBS 广播接收的资源效率改进。
3个增强对应的背景可以总结如下:
(1)在R17中 RRC_INACTIVE 只支持广播,但是为了给小区中大量 UE 提供关键任务服务等服务,支持RRC_INACTIVE 中的 UE进行多播就显得非常重要。
(2)如果 UE 同时从同一运营商或其他运营商的网络接收广播服务和单播服务,UE就可以在广播和单播之间共享硬件资源,这就进一步催生了支持 MBS 广播和单播接收的共享处理的增强功能。
(3)在 RAN 共享部署场景中,广播服务可能分别由两个(或更多)运营商提供,这样此服务将被视为单独的 MBS session,并且重复的PTM radio资源将分配在同一小区中以传输相同的内容,这也证明了在 RAN 共享场景中提高 MBS 广播的资源效率的必要性。
下面再具体看下。
RRC_INACTIVE 中进行多播接收
1 RRC_INACTIVE 中的UE可以进行多播接收,具有以下特点:
(1)PTM 配置
(2)MBS 多播配置信息会在 RRCRelease 和多播 MCCH 中提供。
(3)multicast MCCH 会携带 MBSMulticastConfiguration 消息,该消息会指示小区中提供的 MBS 多播会话以及这些会话的相应调度相关信息。可选地,MBSMulticastConfiguration 消息还可以为 RRC_INACTIVE 提供与当前小区中提供的相同 MBS 多播服务的相邻小区列表。这样做的优点是,如果处于 RRC_INACTIVE 状态的 UE 无法使用已激活的感兴趣服务,允许 UE就可以直接恢复 RRC 连接而无需读取相邻小区的 SIB 和多播 MCCH。UE 接收多播 MCCH 所需的配置信息会在 SIB 中提供。当网络更改(部分)多播 MCCH 信息时,网络侧会通过 PDCCH 通知UE有关更改的信息。
(4) RRC_INACTIVE 状态下 UE 的多播接收,不支持 RRC_CONNECTED 状态下的 R17 的3个 多播功能,分别是PTP 传输,SPS和HARQ 反馈
(5)每个G-RNTI会配置多播 DRX,以便 UE 在 RRC_INACTIVE 中接收多播。
(6)RRC_INACTIVE 状态下的多播接收 CFR 和广播的 CFR 可以配置不同。
(7)如果一个CFR不完全包含在另一个CFR中,则 RRC_INACTIVE 状态下的 UE 不需要同时接收广播和多播。
2 Notification
(1)UE是在RRC_CONNECTED状态还是RRC_INACTIVE状态接收MBS多播session data由gNB决定,继而,gNB可以通过RRCRelease消息将UE从RRC_CONNECTED状态移至RRC_INACTIVE状态,也可以通过group notification或UE-specific paging将UE从RRC_INACTIVE状态移至RRC_CONNECTED状态。
(2)对于在RRC_INACTIVE状态下接收MBS多播会话数据的UE,当暂时没有数据需要发送或会话停用时,gNB会通过RRCRelease消息或多播MCCH通知UE停止监听对应G-RNTI寻址的PDCCH。如果小区中处于 RRC_INACTIVE 状态进行 MBS 多播会话接收数据的 UE 被通知停止对所有加入的多播会话监听 G-RNTI 寻址的 PDCCH,则UE就不会监听 multicast-MCCH-RNTI 寻址的 PDCCH,直到收到新的group通知。
(3)在收到指示允许在 RRC_INACTIVE下进行多播接收的组通知后,UE就会停留在RRC_INACTIVE 状态并开始多播接收。
3 Service Continuity
如果 UE在小区重选后可以从多播 MCCH 获取新小区的 PTM 配置,则允许处于 RRC_INACTIVE 状态的 UE 在更换小区时继续进行多播接收服务,而无需恢复 RRC连接。在激活的MBS多播会话期间,如果新小区的多播 MCCH 上未提供 PTM 配置,则UE需要恢复 RRC 连接以获取 PTM 配置。
处于 RRC_INACTIVE 状态的 UE 收到指示停止监控source cell中 MBS 多播会话的 G-RNTI 寻址的 PDCCH,UE 会在小区重选后获取重选小区中的 MCCH。
UE 可以在 RRCRelease 消息中收到专用频率优先级的配置,UE 在 RRC_INACTIVE 状态下接收 MBS 多播会话的数据时在小区重选期间就会应用该优先级信息。
gNB 可以向 UE 指示多播会话的 PDCP COUNT 在 RNA 中进行了同步,也就是RNA 中的小区遵循common QoS flow到 MRB 映射规则,同时根据 MBS QoS flow SN 设置 PDCP COUNT)。当移动到多播 MRB 的 PDCP COUNT 在 RNA 内同步的小区时,UE 不会进行PDCP状态变量的初始化过程。
如果服务小区的最新测量 RSRP 或 RSRQ 低于网络配置的阈值,则在 RRC_INACTIVE 状态下接收多播会话的UE将触发 RRC 连接恢复过程。网络侧可以通过 RRCRelease 消息或多播 MCCH为每个MBS session配置阈值。
如上图在SuspendConfig->multicastCofiginactive-r18->inactivePTM-Config-r18下会包含MBSMulticastConfiguration-r18中会包含thresholdMBS-List,即是处于 RRC_INACTIVE 状态的 UE接收多播时 触发RRC connection resume的接收质量阈值列表;MBSMulticastConfiguration-r18也会配置MBS-SessionInfoListMulticast-r18,里面是各个MBS session的信息,通过TMGI标识不同的mbs session Id,还有有一个IE thresholdIndex-r18 表示对应mbs session在 RRC_INACTIVE 中接收相应多播会话UE 恢复 RRC 连接的阈值,这里的index 对应的是 ThresholdMBS-List 中 ThresholdMBS 条目的索引,值 0 对应于 ThresholdMBS-List 中的第一个条目,值 1 对应于 ThresholdMBS-List 中的第二个条目,依此类推。
值得注意的是,这里UE要支持thresholdBasedMulticastResume-r18,才会有上图中的机制。
MBS 广播和单播接收的共享处理
如果处于 RRC_CONNECTED 状态的 UE 正在接收或有兴趣接收来自非服务小区的 MBS 广播服务,则 UE 可以使用 MBS Interst Indication消息向serving gNB 告知用于非服务小区广播接收的参数。UE是否可以进行MBS Interst Indication消息的发送,则需要gNB在SIB1中包含相应的指示来启用 MBS Interest Indication的发送。
当然如果UE具备从non-serving cell接收MBS 广播服务的能力,UE也要上报这个能力给serving cell。
如果由于某些参数(例如 SCS、带宽)不可用,UE可以仅在MBS Interest Indication中报告来自non-serving cell的广播服务接收频率;等到参数可供UE使用时,UE就可以传输新的 MBS Interest Indication。
上面涉及的IE 是SIB1中的nonServingCellMII,其用于指示是否允许将non-serving cell上的MBS 广播接收的 MBSInterestIndication消息传输到serving gNB。
涉及的能力IE是broadcastNonServingCell-r18。其代表UE 是否支持在此 CC 上的non-serving cell同时接收 MBS 广播以及在 RRC_CONNECTED 中在同一频段组合内的其他CC上进行单播/多播接收。
RAN 共享场景中 MBS广播接收的资源效率改进
为了提高 RAN 共享场景中 MBS 广播接收的资源效率,5GC 会将分配给MBS 广播服务的关联会话 ID 提供给NG-RAN 节点,以便NG-RAN识别提供相同广播内容的 MBS 服务。NG-RAN节点可以决定为提供相同 MBS 内容的 MBS 广播服务建立一个或多个 NG-U 隧道。gNB可以触发 NGAP 广播会话传输过程,面向参与 RAN 共享的一个 5GC,以设置 NG-U 资源以维持 NG-U 连接。
对于分解的gNB情况,MOCN场景和多小区ID广播场景都支持上述提高资源效率的功能。共享相同物理小区资源的gNB-DU会通过F1-C信息接收,从而能够识别提供相同内容的广播 MBS 会话。这里的识别过程是基于关联Session ID。对于位置相关的MBS服务的识别,还会考虑MBS 服务区。
三 UE pre-configuration for 5MBS
5MBS 代表Multicast-broadcast service in 5g。
5MBS是3GPP R17版本的一项功能,它涵盖对诸如如何提供多播和广播通信(包括特定位置区域内的支持、移动性、多播/广播服务 (MBS) 会话管理和 QoS)等功能的支持;并涵盖与 E-UTRAN 和基于 EPC 的公共安全 eMBMS 的互操作(例如关键任务 (MCX) 服务)。
MBS 架构由TS 23.247 定义,并遵循 5G 系统 (5GS) 架构原则,支持将 MBS 数据从 5GS 入口分发到 NG-RAN 节点,然后分发到 UE。TS 23.247关于“5G 多播广播服务的架构增强”规定了对 UE 进行广播服务和其他 MBS 信息预配置的可能性。
多播通信服务:向一组专用 UE 提供相同的服务和相同的特定内容数据。
广播通信服务:向地理区域内的所有 UE 同时提供相同的服务和相同的特定内容数据。对于位置相关的广播服务,它与多播服务类似。
根据TS 23.247中规定的MBS架构要求,支持广播MBS的接收,并且 UE 可以预先配置必要的信息(例如由 5GCN/运营商或者工厂配置)以接收广播数据。因此,UE无需与网络交互即可获取广播数据的信息。
运营商和供应商认为此功能对于向用户/客户提供 MBS 服务和预期功能是必要的。类似地,也可以在 UE 中预先配置其他MBS信息以获取多播服务。至少对于某些运营商来说,UE 可能需要为5MBS进行UE 预配置,因为UE可能无法连接到PLMN。例如,在灾难场景中,不会有任何PLMN覆盖,但广播通信服务可用。另外,请注意,UE可以同时接收广播数据和单播数据,因此可以开发 UE,使其具有同时处理广播和单播数据的能力。
UE支持使用MBS服务信息的预配置或5MBS的 UE预配置。如果UE预先配置了与使用 MBS 的服务相关的信息,则 UE 可以使用预配置来发现和接收服务数据。
那5MBS UE预配置包含哪些信息?5MBS UE预配置包含了一个 PLMN 列表,其中对于每个 PLMN,可以配置以下信息:
a) 配置适用PLMN 的 PLMN 标识;
b) 基于 NR-ARFCN的 RAN 信息,在这些RAN上广播通信服务才可用;
c)广播通信服务可用的 临时移动组标识 (TMGI) 列表,每个列表与 MBS 广播服务的用户服务描述 (USD) 信息相关联。
若所选广播通信业务的PLMN上配置了针对MBS用户业务的TMGI和USD信息,则UE就可以利用其中配置的信息获取广播通信业务;
d) 可用于加入 MBS 多播会话的PDU session 默认 DNN 和 S-NSSAI pair。
UE 的 5MBS 预配置可通过以下一种或多种方式提供:
a) 以 UE 实现特定的方式,例如在工厂就配置好;
b) 在 USIM 中的EF5MBSUECONFIG 文件
c) 在 MBS 的 UE 预配置 MO中。
USIM 上的预配置是基于通过在 USIM 服务表中添加新服务并在 USIM ADF级别添加名为 DF5MBSUECONFIG 的新专用文件 (DF) 来增强 USIM。该 DF 可以包含 EF5MBSUECONFIG 文件和文件 EF5MBSUSD。DF 中可能存在多个 EF5MBSUSD 文件,每个文件与 EF5MBSUECONFIG 中的不同条目相关联。
上图是EF5MBSUECONFIG 文件的结构图。
基于管理对象 (MO) 的预配置可用于为 UE 配置与接收多播通信服务或广播通信服务或两者数据相关的参数。MO 与 OMA 设备管理 (DM) 协议规范版本 1.2 及以上版本兼容,并使用 OMA DM 设备描述框架 (DDF) 进行定义。MO 由nodes和leaves组成,用于传送多播通信服务和广播通信服务选择以及数据接收的 UE 预配置参数。上图说明了UE 预配置的 MO。
这篇overview到这里就结束了,下篇我们换个角度再整体看下5G MBS是怎么回事。