5G广播组播技术，助力高铁MCS应用高效部署

        铁路是我国交通运输体系的骨干，是国民经济的大动脉，国家“十四五”铁路科技创新规划中对铁路发展提出了2025年实现智能铁路技术全面突破、安全保障技术明显提升、总体技术水平世界领先的发展目标。

        随着我国高速铁路的迅猛发展，通信网络中的移动终端数量出现了成倍增长，伴随智能调度、视频监控在列车运行控制系统中的大量应用，铁路移动通信系统面临大数据量传输的挑战。现有铁路通信系统GSM-R窄带数据带宽只有100kbps+，难以满足铁路行业数字化、网络化、智能化的转型需求。5G通信系统的高速率、低时延特性能够满足铁路不断涌现的新功能、新业务和新场景需求，提高铁路运营效率。铁路发展与5G融合，既是新时代提出的要求，也是铁路自身提升效益、保持高质量发展的迫切需要。

        在铁路MCS（mission critical services，关键任务通信服务）应用中，列车的行车应用、运营及维护应用中都存在着大量点到多点的信息传输需求，例如预警信息的广播通知、调度台以及列车组人员的组呼通信、监控视频的传输等，群组用户众多，应用数据量大，系统传输带宽成为制约业务发展的瓶颈。铁路通信网如何高效、可靠地支撑这种点到多点的传输服务显得日益迫切和重要，5G广播组播MBS（multicast and broadcast services）技术通过多份应用数据共享一份传输资源的方式，很好地解决了这个痛点。

        5G MBS技术在不改变现有5G SA网络架构的基础上，通过网络功能增强与优化，实现从一个数据源向多个UE发送一份数据的方式，达到网络资源共享的目的。该技术除了共享移动核心网资源、接入网资源外，更重要的是能够共享日益紧张的频谱资源。5G MBS网络架构如图1所示。

        5G MBS技术继承了5G系统的大带宽技术、切片技术和QoS框架，通过在空口引入点到多点传输技术、组播调度技术、传输方式转换技术，在系统效率和用户体验方面取得了实质性提升。

        - 大带宽高速率，构建MCS服务的高速公路

        在UE能力足够的情况下，5G MBS数据传输可用带宽理论上可达100MHz。MBS灵活的子帧设计与调度带宽，为MCS服务数据传输提供了足够的带宽支撑，能够满足各种业务场景下的数据传输需求。此外，中兴通讯5G MBS解决方案在空口侧支持灵活的MBS数据调度方式，能够满足不同场景下的传输带宽需求。

        - 点对多点传输，节省传输带宽

        为了满足铁路应用中MCPTT（关键任务呼叫）、MCVideo（关键任务视频）、MCData（关键任务数据）等各种应用大量的点对多点传输需求，3GPP完善了5G MBS技术在MCS服务中的应用。

        在接入网的频率使用率方面，该技术在无线空口提供了一个所有组内用户共享的逻辑信道，无需为每个UE单独分配频谱资源，极大地节省了无线传输带宽。

        在承载网、核心网数据传输方面，中兴通讯各设备不仅支持点到点的数据传输方式，也支持点到对点的组播数据传输方式，极大地节省了回传网的传输带宽。

        - 点对点/点对多点灵活转换，确保无线传输高效可靠

        在无线空口的组播数据传输方面，MBS机制提供了链路层的反馈功能，当网络收到来自UE的数据接收失败结果反馈后，会针对性地对该UE进行重复传输，这保证了组内每一个UE都能可靠地接收下行数据，该机制适应于那些处于小区边缘或无线覆盖较弱地方的UE。链路层的点对点、点对多点互相转换的机制，同时兼顾了下行数据的传输效率和个体UE数据接收的可靠性，既达到了高效传输，又保证了用户体验。

        - 两种传输方式，易于MCS服务的部署和扩展

        5G MBS技术定义了点到多点数据传输的两种方式，即5GC individual delivery方式和5GC shared delivery方式。对于MCS应用数据的点到多点传输，前者使用5G网络的单播技术实现了点到多点的数据传输，用于UE/gNodeB/5GC一方或多方不具备MBS能力的产业链成熟初期，以及MCS点到多点服务传输场景较少、传输数据量较小的网络初期。后者是5G网络组播技术，可实现通信网络端到端的资源共享，大大节省网络全域资源，减少后期投资。

        - 端到端网络切片，提供多场景差异化SLA服务

        铁路系统中的行车应用、运营及维护应用由铁路5G专网承载。行车应用数据传输量一般较小，但是对传输时延、可靠性较为敏感；运营及维护数据传输量较大，对时延和可靠性敏感程度较低。中兴通讯基于5G MBS技术，在无线接入网、承载传输网、核心网方面支持端到端的网络切片方案，能够满足不同业务QoS诉求，实现不同用户群体的隔离和差异化的SLA服务保证。

        MBS技术广泛用于公共安全领域、紧急事务推送、V2X应用、IPTV、无线软件推送、组呼会议、物联网应用以及各个垂直行业和消费者市场。2014年，中兴通讯依托4G MBS技术助力中国电信完成了IPRAN组播电视业务。2020年，在超高清视频（北京）制作技术协同中心首家推出5G MBS技术，在700MHz频段上实现了端到端多路高清视频的广播业务。2023年，中兴通讯、广电集团、中移集团咪咕公司、主流终端厂商就5G MBS广播电视、组播业务进行密切合作，加速技术发展和产业成熟。

        作为MBS技术的引领者和实践者，中兴通讯能够为高速铁路行业用户量身定制MCS服务解决方案，安全可靠地提升通信质量，降低运营成本，助力铁路行业提升运行效率和服务质量。