一種優(yōu)化的mbsfn區(qū)域動(dòng)態(tài)信道分配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域多媒體廣播/組播業(yè)務(wù)（MultimediaBroadcast MulticastService，MBMS)的資源分配方法，特別涉及若干個(gè)相鄰多媒體廣播/多播業(yè)務(wù) 單頻網(wǎng)（MulticastBroadcastSingleFrequencyNetwork，MBSFN)小區(qū)的業(yè)務(wù)資源優(yōu)化 的MBSFN區(qū)域動(dòng)態(tài)信道分配方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 為了在同一時(shí)間為多用戶提供高速的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，3GPP在R6版本中引入了多媒體 廣播 / 組播業(yè)務(wù)（MultimediaBroadcastMulticastService，MBMS)功能。MBMS可以實(shí) 現(xiàn)更靈活的無(wú)線資源調(diào)度，從而提高網(wǎng)絡(luò)資源利用率。隨著MBMS業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化工作的不斷 推進(jìn)和多播業(yè)務(wù)的廣泛應(yīng)用，人們對(duì)多播業(yè)務(wù)的資源分配也進(jìn)行了廣泛的研宄。
[0003] 第三代合作伙伴計(jì)劃（3GPP)對(duì)多媒體廣播/組播業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作不斷推 進(jìn)，目前已經(jīng)發(fā)展成為增強(qiáng)型MBMS業(yè)務(wù)（Enhanced-MultimediaBroadcast/Multicast Service，E-MBMS)技術(shù)。E-MBMS是為了實(shí)現(xiàn)從數(shù)據(jù)源向特定范圍內(nèi)多個(gè)用戶同時(shí)傳送數(shù)據(jù) 的一種點(diǎn)到多點(diǎn)的業(yè)務(wù)，它能使網(wǎng)絡(luò)（包括核心網(wǎng)和接入網(wǎng)）資源得到共享，以較少的資 源為大量具有相同需求的用戶同時(shí)提供相同的業(yè)務(wù)。
[0004] 在 3GPP增強(qiáng)型長(zhǎng)期演進(jìn)計(jì)劃（LongTermEvolution-Advanced,LTE-A) 中，E-MBMS包括兩種類型，一種是單蜂窩小區(qū)MBMS業(yè)務(wù)，一種是多蜂窩小區(qū)MBMS業(yè)務(wù)。
[0005] 單蜂窩小區(qū)MBMS傳輸方法和傳統(tǒng)的單播類似，不使用專門的傳輸信道進(jìn)行傳輸， 只需要通過(guò)下行共享信道傳輸即可。
[0006] 多蜂窩小區(qū)MBMS業(yè)務(wù)傳輸技術(shù)則較為復(fù)雜，它是在多個(gè)蜂窩小區(qū)同時(shí)同頻傳輸 同一MBMS信號(hào)，而接收端通過(guò)多個(gè)信號(hào)合并的方式進(jìn)行信號(hào)接收處理。由于是在同一頻率 上的合并，所以稱為單頻網(wǎng)合并。這種網(wǎng)絡(luò)稱為多媒體廣播/多播業(yè)務(wù)單頻網(wǎng)（(Multicast BroadcastSingleFrequencyNetwork,MBSFN)。使用MBSFN技術(shù)可以更有效地節(jié)約頻率 資源，提高頻譜利用率。
[0007] 傳統(tǒng)的單蜂窩小區(qū)傳輸MBMS業(yè)務(wù)時(shí)，邊緣小區(qū)用戶和單播一樣，由于遠(yuǎn)離基站， 信號(hào)較弱，而且容易受到鄰區(qū)的干擾。而MBSFN由于將鄰區(qū)的干擾信號(hào)視為有用信號(hào)，有 效避免了邊緣用戶的干擾問(wèn)題，而且通過(guò)多個(gè)相同信號(hào)的合并，獲得了較好的分集增益， 提高了小區(qū)邊緣用戶的接收信干比，進(jìn)一步提升了MBMS網(wǎng)絡(luò)的性能。由于MBSFN區(qū)域是 多個(gè)相鄰小區(qū)的集合，所以可在MBSFN區(qū)域內(nèi)進(jìn)行無(wú)縫切換，并通過(guò)接收端對(duì)信號(hào)進(jìn)行合 并處理，獲得宏分集增益，使小區(qū)的整體信噪比SNR性能得到提升，有效地提高了無(wú)線資 源利用率，也有助于業(yè)務(wù)接收的穩(wěn)定性以及盲區(qū)覆蓋等問(wèn)題。雖然MBSFN技術(shù)通過(guò)點(diǎn)對(duì)多 點(diǎn)的方式在多個(gè)小區(qū)同時(shí)同頻發(fā)送相同的MBMS業(yè)務(wù)，大大節(jié)省了頻譜資源，提高了頻譜 利用率，但同時(shí)MBSFN技術(shù)也給單頻網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和無(wú)線資源分配帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。
[0008] Kamble等人2〇〇9年在WirelessCommunicationsandNetworkingConference發(fā) 表了一篇名為《EfficientResourceAllocationStrategiesforMulticast/Broadcast Servicesin3GPPLongTermEvolutionSingleFrequencyNetworks》的文章，提出了基 于頻率復(fù)用的頻譜資源分配算法。該算法為了避免浪費(fèi)頻譜資源，在非相交的區(qū)域使用了 相同的頻率資源，對(duì)頻率資源進(jìn)行了復(fù)用，提高了頻率資源利用率。而在相交區(qū)域使用不 同的頻率資源，以避免同頻干擾。但是該算法沒(méi)有考慮相鄰區(qū)域的相鄰小區(qū)之間的同頻干 擾和鄰頻干擾，而且該算法是通過(guò)簡(jiǎn)單迭代的形式進(jìn)行的資源復(fù)用，是一個(gè)次優(yōu)解而非真 正的最優(yōu)解。
[0009] Cheng等人2009年在MobileWiMAXSymposium發(fā)表了一篇名為《RadioResource AllocationforOverlappingMBMSZones》的文章，提出了多播廣播相交區(qū)域的無(wú)線資源 分配算法。該算法同樣通過(guò)復(fù)用頻率資源的方法對(duì)無(wú)線資源（時(shí)間或是頻率或是碼字等） 進(jìn)行分配，不同的是，該算法復(fù)用的前提條件包括區(qū)域不相鄰和不相交，而且該算法根據(jù) 圖論的原理畫出了網(wǎng)絡(luò)的等效拓?fù)鋱D，并且能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D的變化動(dòng)態(tài)地進(jìn)行資源 分配。雖然該算法考慮了不相鄰區(qū)域就能復(fù)用資源的情況，但是沒(méi)有充分考慮在頻率資源 分配時(shí)，同頻干擾在復(fù)用距離以內(nèi)還是存在的，所以不相鄰區(qū)域要能復(fù)用頻率資源的前提 是兩個(gè)區(qū)域間的最小距離要大于或等于復(fù)用距離，這樣才能真正消除同頻干擾。另外，該 算法只對(duì)少數(shù)的幾個(gè)區(qū)域進(jìn)行了動(dòng)態(tài)資源分配，隨著區(qū)域數(shù)量的增加，該算法將變得很復(fù) 雜，甚至不適合實(shí)際的應(yīng)用。
[0010] Zhang等人2013年在文章《基于混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線資源優(yōu)化策略研宄》中提到， 將混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（NCNN)方法用在了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信道優(yōu)化上，引入模擬退火的噪聲混沌神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò)方法解決組合優(yōu)化問(wèn)題，但其沒(méi)有考慮滯后噪聲的影響。
[0011] SunM.等人在IEEETransactionsonNeuralNetworks上發(fā)表的文章《Novel hystereticnoisychaoticneuralnetworkforbroadcastschedulingproblemsin packetradionetworks》提出在NCNN的基礎(chǔ)上提出了時(shí)滯噪聲混純神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（HNCNN)，弓丨 入了滯后噪聲，但其對(duì)引入噪聲沒(méi)有控制，使神經(jīng)元的輸入值波動(dòng)范圍較為局限或者波動(dòng) 范圍太，不切合實(shí)際需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 為解決以上問(wèn)題，本發(fā)明基于對(duì)NCNN方法的改進(jìn)，提出一種優(yōu)化的MBSFN區(qū)域動(dòng) 態(tài)信道分配方法，即基于噪聲調(diào)節(jié)因子的滯后噪聲混沌神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法（NHNCNN)優(yōu)化MBSFN 區(qū)域信道的分配。
[0013] 本發(fā)明優(yōu)化的MBSFN區(qū)域動(dòng)態(tài)信道分配方法，包括：
[0014] 101、根據(jù)MBSFN網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定MBSFN區(qū)域數(shù)及MBSFN區(qū)域的位置關(guān)系；
[0015] 102、確定每個(gè)MBSFN區(qū)域所需要的信道數(shù)，進(jìn)而根據(jù)每個(gè)MBSFN區(qū)域需要的信道 數(shù)確定系統(tǒng)所需信道數(shù)的范圍；
[0016] 103、根據(jù)MBSFN區(qū)域的位置關(guān)系確定能量函數(shù)需滿足的信道約束條件和信道需 求限制項(xiàng)；所述信道約束條件包括同區(qū)域限制項(xiàng)、鄰區(qū)域限制項(xiàng)、相交區(qū)域限制項(xiàng)和非相鄰 區(qū)域限制項(xiàng)；
[0017] 104、獲取MBSFN區(qū)域信道分配矩陣；
[0018] 105、根據(jù)M