用于在移动电信网络中分发多媒体公共警告警报的系统和方法

摘要

用于在移动电信网络中分发多媒体公共警告警报的方法，包括步骤：由所述网络中的应急机构计算机创建警报消息，所述消息包括文本消息和至少一个多媒体对象，例如图片、音频或视频；由多播内容分发器服务器响应于所述请求发送用于内容传送会话的内容传送会话参数，所述参数包括多播IP地址；由所述应急机构计算机将所创建的所述警报消息发送至所述多播内容分发器服务器；由所述应急机构计算机发送用于向所述网络中的小区广播中心发送小区广播消息的请求，所述小区广播消息包括所述文本消息和所述内容传送会话参数；由所述小区广播中心通过所述网络中的无线电接入网络广播所述小区广播消息；由所述网络中的多个移动用户设备通过所述无线电接入网络接收所述小区广播消息；由所述多播内容分发器服务器在所述多播内容分发器服务器和至少部分所述多个用户设备之间建立透明IP多播会话；通过所述透明IP多播会话将所述至少一个多媒体对象发送至所述至少部分所述多个用户设备。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在移动电信网络中分发多媒体公共警告警报的方法。

背景技术

自2006年美国(US)国会通过《警告、警报和响应网络(Warning,Alert,andResponse Network，WARN)法案》以来，各国已经采用了无线紧急警报。在许多国家(新西兰、荷兰、美国等)，小区广播(Cell Broadcast，CB)被用作向特定区域的人群快速发送警报的技术。由于小区广播采用信令信道来广播警报，好处之一是当网络自身因紧急情况的影响而已经处于压力之下时，小区广播的使用不会显著地增加网络负担。

3GPP标准化论坛指定在LTE中采用演进多媒体广播多播服务(evolvedMultimedia Broadcast Multicast Services，eMBMS)的情况下使用广播。使用eMBMS可以在使用固定数量的资源的同时，向大量用户广播多媒体内容。然而，使用eMBMS传送公共警告服务具有若干限制，一个限制是没有为用户设备定义使用eMBMS自动获取内容的标准化触发器。5G新无线是将成为下一代移动网络的基础的无线标准。

除了发送作为文本信息的警报描述之外，还可以发送作为音频(针对听障人士)的指令、具有处理指引的视频或受影响区域的地图。这些在目前是不可能的，因为小区广播旨在提供文本信息。理论上可以发送图像，但二进制消息的最大大小是9600个八位组，而许多用户设备不支持接收二进制消息。

除了一般紧急情况之外，小区广播还用于发送安珀警报。为失踪孩童发出安珀警报，旨在让公众帮助快速找到孩童的下落。将图片添加到安珀警报的能力，将起到比孩童外形的文字描述更多的帮助。

发明内容

本发明旨在为此提供可靠、有效和高效的解决方案。

为此，根据本发明的方法包括以下步骤：

由所述网络中的应急机构计算机创建警报消息，所述消息包括文本消息和诸如图片、音频或视频的至少一个多媒体对象；

由所述应急机构计算机发送对来自所述网络中的多播内容分发器服务器的内容传送会话的请求；

由所述多播内容分发器服务器响应于所述请求发送用于内容传送会话的内容传送会话参数；所述参数包括多播IP地址；

由所述应急机构计算机将所创建的所述警报消息发送至所述多播内容分发器服务器；

由所述应急机构计算机发送用于向所述网络中的小区广播中心发送小区广播消息的请求，所述小区广播消息包括所述文本消息和所述内容传送会话参数；

由所述小区广播中心通过所述网络中的无线电接入网络广播所述小区广播消息；

由所述网络中的多个移动用户设备通过所述无线电接入网络接收所述小区广播消息；

由所述多个移动用户设备上的公共警告应用唤醒所述多个移动用户设备，以及在所述多个移动用户设备上显示所述小区广播消息的所述文本消息；

由所述公共警告应用使用所述内容传送会话参数在至少部分所述多个用户设备上生成多播加入消息，以及由至少部分所述多个用户设备通过所述无线电接入网络将所述多播加入消息发送至所述多播内容分发器服务器；

由所述多播内容分发器服务器在所述多播内容分发器服务器和所述至少部分所述多个用户设备之间建立透明IP多播会话；

通过所述透明IP多播会话将所述至少一个多媒体对象发送至所述至少部分所述多个用户设备。

优选地，所述内容传送会话参数还包括用于向所述网络中的用户设备多播所述至少一个多媒体对象的URL，并且所述公共警告应用还被设置为根据所述公共警告应用的设定和/或响应于所述公共警告应用的用户输入使得用户设备使用来自所述多播内容分发器服务器的多播通过所述无线电接入网络从所述URL下载所述至少一个多媒体对象。所述公共警告应用的设定可以设定为例如使得所述公共警告应用被设置为在打开所述公共警告应用时，在所述公共警告应用之前未下载所述至少一个多媒体对象的情况下，通过由所述多播内容分发器服务器使用所述多播加入消息中的多播IP地址在所述无线电接入网络和所述用户设备之间建立单播会话，使得用户设备使用来自所述多播内容分发器服务器的单播通过所述无线电接入网络自动地从所述URL下载所述至少一个多媒体对象。

优选地，由应急机构计算机创建的所述警报消息包括至少一个位置，所述小区广播消息包括所述位置，并且所述小区广播中心通过所述无线电接入网络仅向所述位置中的小区广播所述小区广播消息。

所述无线电接入网络可以是第四代长期演进(4G LTE)、第五代新无线(5G NR)或更高代的蜂窝移动通信网络。所述至少一个多媒体对象可以具有比所述小区广播消息的最大可能大小更大的大小，例如大于9600个八位组(字节)。可以通过寻呼唤醒所述多个移动用户设备。通过所述小区广播中心广播的消息可以被划分为系统信息块，并且当收集到所有系统信息块时，所述公共警告应用在所述移动用户设备上显示所述小区广播消息的所述文本消息。所述多播加入消息可以为互联网组管理协议(IGMP，Internet GroupManagement Protocol)加入消息(例如，IPv4或IPv6变型)。

本发明还涉及一种用于在移动电信网络中分发多媒体公共警告警报的系统，包括：

所述网络中的应急机构计算机；

所述网络中的多播内容分发器服务器；

所述网络中的多个用户设备，所述用户设备设有公共警告应用；

其中，所述应急机构计算机被设置为创建警报消息，所述消息包括文本消息和诸如图片、音频或视频的至少一个多媒体对象，并发送对来自所述多播内容分发器服务器的内容传送会话的请求；

其中，所述多播内容分发器服务器被设置为响应于所述请求发送用于内容传送会话的内容传送会话参数，所述参数包括多播IP地址；

其中，所述应急机构计算机被设置为：将所创建的所述警报消息发送至所述多播内容分发器服务器；以及向所述网络中的小区广播中心发送用于发送小区广播消息的请求，所述小区广播消息包括所述文本消息和所述内容传送会话参数；所述小区广播中心被设置为通过所述网络中的无线电接入网络广播所述小区广播消息；

其中，所述多个移动用户设备被设置为通过所述无线电接入网络接收所述小区广播消息；

其中，所述公共警告应用被设置为：唤醒所述用户设备以及在所述用户设备上显示所述小区广播消息的所述文本消息；使用所述内容传送会话参数在所述用户设备上生成多播加入消息，以及通过所述无线电接入网络将所述多播加入消息发送至所述多播内容分发器服务器；

其中，所述多播内容分发器服务器被设置为：在所述多播内容分发器服务器和发送所述多播加入消息的至少部分所述多个用户设备之间建立透明IP多播会话；以及通过所述透明IP多播会话将所述至少一个多媒体对象发送至所述至少部分所述多个用户设备。

本发明还涉及一种用于使用上述方法在移动电信网络中分发多媒体公共警告警报的多播内容分发器服务器，其中，所述多播内容分发器服务器被设置为：

响应于所述请求发送用于内容传送会话的内容传送会话参数，所述参数包括多播IP地址；

在所述多播内容分发器服务器和发送所述多播加入消息的至少部分所述多个用户设备之间建立透明IP多播会话；以及

通过所述透明IP多播会话将所述至少一个多媒体对象发送至所述至少部分所述多个用户设备。

本发明还涉及一种公共警告应用，用于在移动通信网络中在如移动手机的用户设备上接收多媒体公共警告警报，所述多媒体公共警告警报是根据前述方法分发的，其中，所述公共警告应用被设置为：

唤醒所述移动用户设备以及在所述用户设备上显示所述小区广播消息的所述文本消息；

使用所述内容传送会话参数在所述用户设备上生成多播加入消息，以及通过所述无线电接入网络将所述多播加入消息发送至所述多播内容分发器服务器；以及

通过所述透明IP多播会话接收至少一个多媒体对象。

附图说明

现在将参考附图通过优选实施例来举例说明本发明，该附图是根据本发明的移动电信网络的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种使用5G小区广播和透明多播的组合来传送多媒体警告的解决方案，描述了使用小区广播(CB)和透明多播传送的具有多媒体能力的公共警告系统。小区广播用于触发受影响区域中的用户设备(UE)1以获取多媒体内容。小区广播消息既为用户传送关于警告的基本信息，也为用户设备1传送用以获取附加多媒体内容的信息。当受影响区域中的所有用户设备1使用多播收集内容时，5G无线电接入网络将会创建共享无线资源来传送多播。

应急机构在计算机上使用公共警告系统(Public Warning System，PWS)2创建公共警告消息。公共警告消息的信息来自于馈送公共警告系统2的电子接口或由应急机构人员手动输入。作为创建公共警告消息的结果，创建了通用警报协议(Common AlertProtocol，CAP)消息，该通用警报协议消息包含有关警报的信息，包括以下元素：

-位置；

-文本消息；

-警报参数，如严重性、紧急性；和

-与关于警报的附加信息(图片、音频、视频)相关的多媒体对象。

引入新的元素，多播内容分发器(Multicast Content Distributor，MCD)3。多播内容分发器3的目的是接受单播内容并以可靠的方式将其作为多播传送给客户端。

公共警告系统2将从多播内容分发器3请求内容传送会话。多播内容分发器3将用于内容传送会话的参数返回至公共警告系统2。这包括分配的多播IP地址和URL(用于单播)。公共警告系统2还将通用警报协议消息作为文件传送至多播内容分发器3，这是将使用多播和可选的单播来提供的内容。

公共警告系统2中的小区广播实体4功能将请求小区广播中心5的小区广播。消息将包含位置、文本警报消息以及用于多媒体内容的会话参数(多播IP地址和URL)。小区广播中心5可以将该位置映射到小区。小区广播中心5将小区广播消息发送至相关接入移动功能6，然后该接入移动功能6又将寻址无线电接入网络7。

无线电接入网络7将小区广播消息传送至用户设备1。寻呼用于唤醒存在小区广播消息的用户设备1的接收器，实际的消息将出现在系统信息块(System InformationBlock，SIB)中。

当收集到全部系统信息块时，用户设备1上的公共警告应用(Public WarningApplication，PWA)将通知用户该警报。此时由于可以呈现文本消息，用户可以得到提醒。如果公共警告应用被设定为接受多媒体内容，或者，用户已经设定公共警告应用来接受多媒体内容，公共警告应用可以开始通过使用多播的小区广播消息中的元数据并行地收集多媒体内容。用户还可以稍后才响应于公共警告应用中的文本消息来接受多媒体内容，在该情况下可以使用单播。

假设使用多播，用户设备1生成互联网组管理协议(Internet Group ManagementProtocol，IGMP)IP多播加入消息，并发送至无线电接入网络7。这使得当多个用户设备1执行相同的加入时建立透明IP多播会话。透明IP多播会话共享由无线电接入网络7自动优化的资源。无线电接入网络7将通过用户面功能8加入多播会话，并且多播数据将通过用户面功能8从多播内容分发器3传送至无线电上的无线电接入网络7。

公共警告应用可以被设置为使得用户设备通过由多播内容分发器3使用加入消息中的多播IP地址在无线电接入网络7和用户设备之间建立单播会话从URL下载多媒体对象。

在用户设备总是执行IGMP加入以接收公共警告警报消息内容的情况下，作为单播或多播通过无线电传送内容的决定可以驻留在无线电接入网络7中(例如，可以是eNodeB或者gNodeB)。无线电接入网络7将根据效率作出决定。如果同一区域中仅有少量用户设备，则可以采用单播，当用户设备的数量较大时，可以采用多播。

可选地，可以采用其他协议(例如，HTTP)替代IGMP来通知服务器接收多媒体内容的意图。服务器应当决定是单播还是多播传送，并相应通知用户设备。在单播的情况下，可以使用隧道来桥接网络中不支持多播的部分。服务器可以在建立隧道的过程中支持用户设备，并且还在隧道上执行IGMP加入，使得无论是隧道还是任意其他方法，内容均以多播传送。

由此通过优选实施例描述了本发明。然而，应当理解，本公开仅仅是说明性的。提出了结构和功能的各种细节，但是在其中作出的改变被理解为在本发明的原理范围内，其完全由表达所附权利要求的术语的一般含义所扩展。应使用说明书和附图来解释权利要求。权利要求不应当被解释为意味着所寻求保护的范围将被理解为由权利要求中所用措辞的严格字面含义所限定的范围，说明书和附图仅用于解决权利要求中发现的歧义。为了确定权利要求所寻求的保护范围，应适当考虑与其中指定的元素等效的任何元素。至少如果该元素与权利要求中所指定的元素相比，以基本相同的方式执行基本相同的功能以产生基本相同的结果，该元素被认为等同于权利要求中所指定的元素。

缩略语列表：

AMF接入移动功能(Access Mobility Function)

CBC小区广播中心(Cell Broadcast Center)

CBE小区广播实体(Cell Broadcast Entity)

MCD多播内容分发器(Multicast Content Distributor)

PWS公共警告系统(Public Warning System)

RAN无线电接入网络(Radio Access Network)

UPF用户面功能(User Plane Function)

UE用户设备(User Equipment)