一种优化的mbsfn区域动态信道分配方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及无线通信技术领域多媒体广播/组播业务（MultimediaBroadcast MulticastService，MBMS)的资源分配方法，特别涉及若干个相邻多媒体广播/多播业务 单频网（MulticastBroadcastSingleFrequencyNetwork，MBSFN)小区的业务资源优化 的MBSFN区域动态信道分配方法。
【背景技术】
[0002] 为了在同一时间为多用户提供高速的数据业务，3GPP在R6版本中引入了多媒体 广播 / 组播业务（MultimediaBroadcastMulticastService，MBMS)功能。MBMS可以实 现更灵活的无线资源调度，从而提高网络资源利用率。随着MBMS业务标准化工作的不断 推进和多播业务的广泛应用，人们对多播业务的资源分配也进行了广泛的研宄。
[0003] 第三代合作伙伴计划（3GPP)对多媒体广播/组播业务的标准化工作不断推 进，目前已经发展成为增强型MBMS业务（Enhanced-MultimediaBroadcast/Multicast Service，E-MBMS)技术。E-MBMS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，它能使网络（包括核心网和接入网）资源得到共享，以较少的资 源为大量具有相同需求的用户同时提供相同的业务。
[0004] 在 3GPP增强型长期演进计划（LongTermEvolution-Advanced,LTE-A) 中，E-MBMS包括两种类型，一种是单蜂窝小区MBMS业务，一种是多蜂窝小区MBMS业务。
[0005] 单蜂窝小区MBMS传输方法和传统的单播类似，不使用专门的传输信道进行传输， 只需要通过下行共享信道传输即可。
[0006] 多蜂窝小区MBMS业务传输技术则较为复杂，它是在多个蜂窝小区同时同频传输 同一MBMS信号，而接收端通过多个信号合并的方式进行信号接收处理。由于是在同一频率 上的合并，所以称为单频网合并。这种网络称为多媒体广播/多播业务单频网（(Multicast BroadcastSingleFrequencyNetwork,MBSFN)。使用MBSFN技术可以更有效地节约频率 资源，提高频谱利用率。
[0007] 传统的单蜂窝小区传输MBMS业务时，边缘小区用户和单播一样，由于远离基站， 信号较弱，而且容易受到邻区的干扰。而MBSFN由于将邻区的干扰信号视为有用信号，有 效避免了边缘用户的干扰问题，而且通过多个相同信号的合并，获得了较好的分集增益， 提高了小区边缘用户的接收信干比，进一步提升了MBMS网络的性能。由于MBSFN区域是 多个相邻小区的集合，所以可在MBSFN区域内进行无缝切换，并通过接收端对信号进行合 并处理，获得宏分集增益，使小区的整体信噪比SNR性能得到提升，有效地提高了无线资 源利用率，也有助于业务接收的稳定性以及盲区覆盖等问题。虽然MBSFN技术通过点对多 点的方式在多个小区同时同频发送相同的MBMS业务，大大节省了频谱资源，提高了频谱 利用率，但同时MBSFN技术也给单频网络规划和无线资源分配带来了新的挑战。
[0008] Kamble等人2〇〇9年在WirelessCommunicationsandNetworkingConference发 表了一篇名为《EfficientResourceAllocationStrategiesforMulticast/Broadcast Servicesin3GPPLongTermEvolutionSingleFrequencyNetworks》的文章，提出了基 于频率复用的频谱资源分配算法。该算法为了避免浪费频谱资源，在非相交的区域使用了 相同的频率资源，对频率资源进行了复用，提高了频率资源利用率。而在相交区域使用不 同的频率资源，以避免同频干扰。但是该算法没有考虑相邻区域的相邻小区之间的同频干 扰和邻频干扰，而且该算法是通过简单迭代的形式进行的资源复用，是一个次优解而非真 正的最优解。
[0009] Cheng等人2009年在MobileWiMAXSymposium发表了一篇名为《RadioResource AllocationforOverlappingMBMSZones》的文章，提出了多播广播相交区域的无线资源 分配算法。该算法同样通过复用频率资源的方法对无线资源（时间或是频率或是码字等） 进行分配，不同的是，该算法复用的前提条件包括区域不相邻和不相交，而且该算法根据 图论的原理画出了网络的等效拓扑图，并且能够根据网络拓扑图的变化动态地进行资源 分配。虽然该算法考虑了不相邻区域就能复用资源的情况，但是没有充分考虑在频率资源 分配时，同频干扰在复用距离以内还是存在的，所以不相邻区域要能复用频率资源的前提 是两个区域间的最小距离要大于或等于复用距离，这样才能真正消除同频干扰。另外，该 算法只对少数的几个区域进行了动态资源分配，随着区域数量的增加，该算法将变得很复 杂，甚至不适合实际的应用。
[0010] Zhang等人2013年在文章《基于混沌神经网络的无线资源优化策略研宄》中提到， 将混沌神经网络（NCNN)方法用在了无线网络信道优化上，引入模拟退火的噪声混沌神经 网络方法解决组合优化问题，但其没有考虑滞后噪声的影响。
[0011] SunM.等人在IEEETransactionsonNeuralNetworks上发表的文章《Novel hystereticnoisychaoticneuralnetworkforbroadcastschedulingproblemsin packetradionetworks》提出在NCNN的基础上提出了时滞噪声混纯神经网络（HNCNN)，弓丨 入了滞后噪声，但其对引入噪声没有控制，使神经元的输入值波动范围较为局限或者波动 范围太，不切合实际需求。
【发明内容】
[0012] 为解决以上问题，本发明基于对NCNN方法的改进，提出一种优化的MBSFN区域动 态信道分配方法，即基于噪声调节因子的滞后噪声混沌神经网络方法（NHNCNN)优化MBSFN 区域信道的分配。
[0013] 本发明优化的MBSFN区域动态信道分配方法，包括：
[0014] 101、根据MBSFN网络拓扑结构确定MBSFN区域数及MBSFN区域的位置关系；
[0015] 102、确定每个MBSFN区域所需要的信道数，进而根据每个MBSFN区域需要的信道 数确定系统所需信道数的范围；
[0016] 103、根据MBSFN区域的位置关系确定能量函数需满足的信道约束条件和信道需 求限制项；所述信道约束条件包括同区域限制项、邻区域限制项、相交区域限制项和非相邻 区域限制项；
[0017] 104、获取MBSFN区域信道分配矩阵；
[0018] 105、根据M