CN113556673A - 一种mbsfn网络切片的形成及其验证方法 - Google Patents
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Abstract
一种MBSFN网络切片的形成及其验证方法。本发明提出了C‑RAN及CU/DU分离环境下的MBSFN网络切片架构，对切片的基础设施与虚拟网络划分、基于CU//DU分离的协议及信道划分、主要通信过程以及切片的功能实体和性能做了详细定义。基于本发明的CU‑DU‑RRU三层可重配架构，提出了一种低代价的基于距离的位置更新机制，将MCE控制的小区列表更新转变为MCE辅助的RRU控制、基于距离测量的搜索和更新，建立MARKOV模型及平衡方程对机制进行了性能分析，从搜索次数和信令开销2方面说明了该机制优于TAL，进而说明本发明提出的MBSFN切片架构的合理性。
Description
技术领域
本发明涉及无线通信领域，特别是涉及一种C-RAN环境下MBSFN网络切片的形成及其性能验证。
背景技术
随着5G的发展，流媒体业务以及面向物联网的订阅业务越来越多，基于应答确认式的点对点单播通信方式已经不能满足要求，以较少资源为大量具有相同需求的用户同时提供业务的高效MBMS(Multimedia Broadcast/Mukicast Service多媒体广播/组播业务)技术越来越得到重视。蜂窝移动通信中的MBMS最初由3GPP在R6、R7版本中提出，eMBMS(enhanced MBMS)在R9中正式提出，在接入网中定义了MBSFN(多播广播单频网)传输模式。MBSFN(Multicast Broadcast Single Frequency Network)由于同时同频在多个小区进行MBMS业务的同步传输，不仅提高了***频谱效率，而且能利用相邻小区干扰信号，产生分集效应和提高盲区覆盖率，得到了广泛研究。有大量关于MBSFN资源分配及区域形成以及基于MBSFN的集群通信***等的研究，但是，动态区域策略在设备与管理固化耦合的传统网络中难以实现、大量大范围间歇式业务所需的专网建设浪费资源、建设周期长等问题阻碍了MBSFN发展。基于虚拟资源的网络切片技术具有多租户、易订制、可编程性以及隔离性好等特点，不仅方便MBSFN快速实现和管理，而且能提供QoS保证，因此，切片是MBSFN较好的实现方式。
C-RAN(Cloud-Radio Access Network，无线云接入)由于具有集中、协作、无线云化和绿色节能等特点，是未来5G无线接入的主要架构，尤其是NFV(Network FunctionVirtualization)和SDN(Software Defined Network)技术的引入以及基带池BBU(Baseband Unite)中CU/DU(Centralized Unit/Distributed Unit)的进一步分离，提升了对网络切片的支持能力。未来5G中，MBSFN业务将运行在C-RAN中，云平台以及CU/DU分离架构能够很好地支撑MBSFN网络切片。如何在C-RAN架构下定义MBSFN网络切片的架构、功能实体、通信方式、协议结构以及信道划分、部署MBMS业务，且与终端及核心网兼容，是C-RAN环境下实现MBSFN切片的关键。
目前对C-RAN的研究主要在基带部分的负载均衡以及射频部分的无线协作，对无线网络切片的研究目前主要集中在核心网络切片，如面向CDN(Content deliverynetwork)业务的网络切片等，无线接入网络切片的研究则主要讨论一般性原则及虚拟功能链部署，对于切片的形成研究较少，目前还没有面向承载的C-RAN架构下的MBSFN网络切片设计。因此，迫切需要形成基于C-RAN的MBSFN网络切片。
MBSFN切片形成以后，MBMS业务通过CU-DU-RRU三层可重构功能链实现，QoS(Quality of Service)保证更容易实现，比如，通过功能链重配置，容易保证多播树的各枝QoS参数相等，协议迁移和功能重定义可减小时延等。切片中MBMS业务QoS性能的提高较好地证明切片设计的合理性。用户搜索和位置更新的有效性较大地影响了无线链路建立时延，能否利用网络切片的可重构特点，设计高效的位置更新策略是切片性能的体现。关于位置更新，GSM和UMTS采用静态位置更新方案，开销大，容易引起乒乓效应和信令拥塞。LTE(Long Term Evolution)采用基于跟踪区列表TAL(Tracking Area List)的动态更新方案，用户在TAL内部移动时无需更新，当进入一个新的TA时，更新TAL，常访问区列表可避免乒乓效应。但该机制是由MCE发起的，每一次搜索或更新都要通过MCE实现，开销和时延较大，难以满足MBMS业务快速跟踪用户的要求，在CU-DU-RRU三层可重构的MBSFN切片架构中，可以通过协议重构减小搜索次数和信令开销。在位置更新策略中，位置管理是关键技术，有3种方案：基于时间的位置管理、基于运动的位置管理、基于距离的位置管理。在三种方式中，基于距离的位置管理方案优于其他2种。MBSFN切片架构中，重构的协议和功能链较容易采用基于距离的位置管理策略。
发明内容
本发明公开了一种C-RAN环境下基于CU/DU分离的MBSFN网络切片的形成及其性能验证方法。提出了C-RAN及CU/DU分离环境下的MBSFN网络切片架构，对切片的基础设施与虚拟网络划分、基于CU/DU分离的协议及信道划分、主要通信过程以及切片的功能实体和性能做了详细定义。基于本发明的CU-DU-RRU三层可重配切片架构，提出了一种低代价的基于距离的位置更新机制，该机制将MCE控制的小区列表更新转变为MCE辅助的RRU控制、基于距离测量的搜索和更新，建立MARKOV模型及平衡方程对机制进行了性能分析，仿真结果从搜索次数和信令开销2方面说明了该机制优于TAL，进而说明本发明提出的MBSFN切片架构的合理性。
本发明所采用的技术方案如下：
一种MBSFN网络切片的生成及其验证方法，该方法包括：
S1：在C-RAN及CU/DU分离环境下，建立MBSFN网络切片架构；
S2：基于所述CU-DU-RRU三层可重构切片架构，提出基于距离的位置更新机制；
S3：建立MARKOV模型对基于距离的位置更新机制进行性能分析。
进一步的，所述建立MBSFN网络切片架构，具体包括如下步骤：
S101：划分MBSFN切片基础设施与虚拟网络；
S102：基于CU/DU分离的MBFSN切片协议结构及信道划分；
S103：定义C-RAN环境中MBSFN切片架构下MBMS业务的主要通信过程；
S104：定义C-RAN环境下的MBSFN切片架构；
S105：对MBSFN切片进行性能分析，通过切片与核心网及用户的接口分析兼容性，通过CU-DU-RRU三层可重构功能链部署及协议迁移以及功能重定义，说明MBSFN切片形成的作用。
进一步的，划分MBSFN切片基础设施与虚拟网络具体包括：建立基站简化、负载均衡、CoMP(Coordinated Multiple Points Transmission/Reception)、接口带宽模型，采用DU与RRU的分界面上的CPRI(Common Public Radio Interface)接口作为虚拟网络与基础资源提供商的分界面。
进一步的，基于CU/DU分离的MBFSN切片协议结构及信道划分，具体包括：CU/DU分离：建立接口带宽、功能需求及处理时延模型，以MAC(Medium access control)作为CU/DU分界面，接口为F1接口，MAC信令中用于多区群协调的部分具有公共控制效应，划归CU，MAC中用做差异化空口控制以及小区间物理信道合并部分划归DU。
信道划分：将MBMS的MCCH\MSCH\BCCH\PCCH\CCCH控制信道划归CU，DCCH\DTCH、MTCH\FACH划归DU，在CU中包含了小区、小区群RNC以及主控RNC，构成以逻辑信道为基础的虚拟网络；DU通过MTCH、DTCH\FACH实现高速传输，在CU的控制下实现高速数据传输及业务负载均衡以及各族内小区物理信道合并。
进一步的，当基于CU/DU分离的MBFSN切片协议结构及信道划分后，通信过程的信令在CU/DU/RRU不同部分完成，在F1接口、CPRI接口重定向，实现各部分的灵活匹配。
进一步的，C-RAN环境下的MBSFN切片架构包括：
协调服务器：以MME((Mobility Management Entity)及MCE(Multi-cell/multicast Coordination Entity)作为切片的协调服务器，与BBU的CU和DU在控制信道上通信，建立小区间协作，处理MBSFN区中各虚拟小区的无线资源分配和设定传输参数及MBSFN模式或单播模式，管理MBSFN的NFV；
编排服务器：由MME、MCE以及BBU的DU中负责FACH向物理信道映射的功能部件构成，负责接收MBMS业务，创立、修改和删除MBSFN切片，当新的切片实例化时，创立或更新协调服务器，因此，编排服务器；
基础物理设施：由基站的射频远端RRH(Remote Radio Head)构成，通过FACH信道和CPRI接口向物理信道映射实现虚拟网络向基础物理设施的映射。
进一步的，虚拟网络与基础设施接口的基站简化、负载均衡、CoMP、接口带宽模型的基站简化模型为：
C(x)＝Cbaseband，BBU(x)+Cbaseband，RRU(x)+Ce(x) (1)
其中，C(x)，Cbaseband，BBU(x)，Cbaseband，RRU(x)，Ce(x)分别表示投资总成本、基带在BBU中的成本、基带在RRU中的成本、土木工程及空调等费用，x表示接口。
MBMS业务由于多播特性，当以CPRI为接口时，
Cbaseband，RRU(x)＝0 (2)
没有复用导致的大带宽
Cbaseband，BBU(x)＝常数 (3)
由于完全没有基带
Ce(x)最小 (4)
此时投资总成本C(x)最小，所以选CPRI为虚拟网络与基础设施的接口。
负载均衡模型为
其中Cbalance(x)，Gbalance(x)，Pbalance(x)分别表示以x为接口的均衡总收益、均衡增益、处理开销。MBMS业务由于多播特性，没有各单元间的流量均衡，以CPRI为接口时，
Pbalance(x)＝0 (6)
所以，从负载均衡角度出发，应该选择CPRI。
CoMP模型为：
其中，CCOMP(x)，GCOMP(x)，PCOMP(x)分别是不同接口处，CoMP的总收益、CoMP收益和处理开销以及不一致性导致的CoMP代价。
对于MBSFN业务，不存在不一致性，选择CPRI，且每一个与CPRI相连的光纤所连小区协作时，只需处理一次CPRI编码，处理开销最小，
PCOMP(x)最小 (8)
基带全部在BBU，根据MBSFN小区分集的特点，
GCOMP(x)最大 (9)
因此，对于MBSFN，CPRI是最合适的虚拟网络与基础设施接口。
接口带宽模型为：
对于CPRI：
RCPRI＝2NanntRsNres，CPRINovhdN8B 10B (10)
其中，Nannt表示天线数，Rs表示采样率，Nres，CPRI表示射频信号的分辨率，Novhd，N8B 10B分别表示CPRI头部开销。
对于PHY1，
其中，TMCsymb，TPACH分别是符号周期和信令周期，Nres，traffic，Nres，PRACH分别是流量分辨率和信令分辨率，NSCTI，Nbins分别是每流量的符号数和每呼叫的资源数，可以看出，PHY1接口带宽正比于流量速率和信令速率以及各自的分辨率。
对于PHY2，
其中的4项分别表示了帧控制开销、随机接入开销、流量传输开销和物理上传信道开销，PHY2的接口带宽正比于流量速率、每流量的帧速率、每呼叫的资源速率以及上行无力控制信道数。
对比(10)(11)(12)可以看出，CPRI处的接口带宽正比于采样速率，PHY1\PHY2接口带宽正比于流量速率，前者远大于后者，CPRI处的接口带宽正比于OFDM符号的分辨率，PHY1\PHY2接口带宽正比于流量，前者远大于后者，CPRI处的接口带宽包含了PHY1\PHY2接口的信令带宽，另外加上CPRI自身处理开销，CPRI接口带宽远大于PHY1\PHY2，三者带宽随着靠近射频端的远近逐渐增大，因此，对于单播，一般建议选PHY2作为接口。但是，对于MBMS业务，分割点靠近RRU，不存在复用路数增多流量带宽增大的问题，又由于不存在交换信令，只有处理信令，对接口带宽影响可忽略，而且能够方便MBMS业务实现小区间分集增益和多区域协作，所以，选择CPRI接口作分割点比较合适。(如附图1所示)
进一步的，CU/DU接口的接口带宽、功能需求及处理时延模型，其特征在于：
接口带宽模型为：
接口带宽(x)＝流量带宽(x)+信令带宽(x) (13)
其中，x表示接口位置。
在BBU内，流量带宽随着协议层数增加，头部数据增大，分割点越靠近RRU，流量带宽需求越大，但对于MBMS业务来说，多播特性导致流量本身不大，又由于没有ARQ、HARQ等过程，头部增加并不明显，而信令带宽的增加一般都被忽略，因此，可以选得更靠近RRU的分割点。
功能需求模型为：
集中控制功能终结点(x) (14)
其中，x表示接口位置
如附图所示，OPTION1为PDCP-RLC，虽然所需带宽较少，但终结了集中控制，导致RLC\MAC\PHY都位于远端RRU中，且需要在RRU内部调度，与当前完全集成化的基站差别不大，因此，一般不被考虑。OPTION2与OPTION3是单播常选的分割点，选择OPTION2主要是其与LTE兼容，随着独立组网的出现，显然已没有竞争力。
处理时延模型：
处理时延(x)＝HARQ(X)+CU(X) (15)
其中，x表示接口位置，HARQ(X)表示混合自动重传请求处理时延，CU(X)表示集中单元处理时延。
考虑到当前LTE协议要求用户侧与***侧的混合自动重传请求(HARQ)交互时间是固定的，若将CU/DU功能划分点仍放在HARQ过程中，对CU芯片处理时延和传输设备时延的挑战依然很大；若CU/DU功能切分点放置于HARQ以外，对CU芯片处理时延和传输设备时延的要求有所放宽，但会有过多功能前置于远端位置，将会影响多载波的协作化性能。
选择OPTION3可以将ARQ放在CU，具有集中化和池化增益，DU中没有RLC信息，可以减小缓存，处理更多UE。而对于MBMS业务，不仅没有RLC要完成的ARQ，也没有MAC完成的HARQ，为了更有利CoMP及联合处理，MAC可以全部划入CU，但是，考虑到MBSFN中，既需要多区域的同步等控制协调，也需要小区间协调，前者主要在逻辑信道上通过公用广播信道等实现，后者则需要根据物理信道的测量和上报信息。
因此，分割点选择为OPTION5，如附图3中所示，MAC分为2部分，多区域公共控制部分划入CU，需要根据信道状态实时调整的部分划归DU，接口为F1。
进一步的，所述基于距离的位置更新机制由协调服务器MCE辅助、RRU发起，具体包括：
在MBMS业务会话建立阶段，通过CU-DU-RRU三层映射，MCE将RRC\PDCP协议的用户部分驻留在RRU中，并将MCE控制的所有协作小区在TAL中列出，同时将TAL中的最远距离D通知RRU；
RRU搜索用户时，首先找到用户最后一次被报告的小区，如果当前没有找到用户，则从j＝1开始搜索相邻的i±j，j＝1，2…N/2，相应的距离记为d，d+1…，当距离为D-1时，则启动位置更新；
假定更新和搜索开始于时隙起点，如果某用户在同一时隙要同时进行搜索和更新，则优先更新。
进一步的，所述对基于距离的位置更新机制进行性能分析，具体包括：
考虑一个环形蜂窝***，蜂窝i与蜂窝i+1为相邻蜂窝，蜂窝i中的移动用户只能移动到蜂窝i+1、蜂窝i-1或停留在蜂窝i中，假定时间时隙化，用户每时隙最多只能移动一次，移动方向满足独立同分布的统计规律，用户从蜂窝i移动到蜂窝i+1、蜂窝i-1的概率为p，停留在蜂窝i的概率为1-2p，令Y(t)表示用户当前所在的蜂窝与最后报告位置的蜂窝间距离，{Y(t)，t＝0，1，2…}是一个Markov链(如附图10所示)，令Y(t)的静态分布概率为：
则平衡方程为：
2pQ0＝pQ1+pQD-1 (17)
2pQ1＝PQ0+pQ2 (18)
2pQd＝pQd-1+pQd+1 2≤d≤D-2 (19)
2pQD-1＝pQD-2 (20)
根据以上结论可以得出，每时隙的平均位置更新次数为：
平均搜素次数为：
其中，D为最大距离。
所述搜索次数采用如下公式计算二
所述搜索时间采用如下公式计算：
进一步的，所述分析信令开销具体包括：
假定更新和搜索开始于时隙起点，如果某用户在同一时隙要同时进行搜索和更新，则优先更新，假定用户在小区间的移动开始于更新或搜索进行之后，任何移动的结束恰好在时隙结束点；
假设更新一次所需信令开销时间为Tu，搜索一次信令开销时间为Ts，则在一个路由区域内，基于距离的用户跟踪信令开销为；
TD＝μDTuD+SDTSD (26)
其中，μD，SD分别表示基于时间的更新和搜索次数，TuD，TSD分别表示每次更新时长和搜索时长；
基于时间的用户跟踪信令开销为：
TT＝μTTuT+STTST (27)
μT，ST分别表示基于时间的更新和搜索次数，TuT，TST分别表示每次更新时长和搜索时长；
假定一次搜索或更新信令在RRU(Remote Radio Unite)、DU、CU中耗费的时间分别为TuRRU，TuDU，TuCU，TSRRU，TSDU，TSCU，则，
TuD＝TuRRU+TuDU+TuCU
TSD＝TSRRU+TSDU+TSCU (28)
在MBSFN切片中，由于MBMS业务的实现是经过CU-DU-RRU三层映射实现，搜索只在RRU中进行，更新需要经过RRU-DU-CU，则
TuD＝TuRRU+TuDU+TuCU (29)
TSD＝TSRRU (30)
而LTE中的周期性搜索和更新，由于每一过程的完成都必须经过从MCE到物理信道的控制，所以
TuT＝TuRRU+TuDU+TuCU (31)
TST＝TSRRU+TSDU+TSCU (32)
比较TuT，TST，由此确定MBSFN中每次搜索的信令开销都更小。
本发明的有益效果是：
1)提出了C-RAN及CU/DU分离环境下的MBSFN网络切片架构。以RRU作为基础物理设施INPs，BBU之上部分构成虚拟网络，能够简化射频端，提高无线资源效率，并有效利用C-RAN环境下云化的资源池，实现MBSFN网络的多区域、多小区协作；建立基站简化、负载均衡、CoMP、接口带宽模型，以CPRI为切片的基础设施与虚拟网络的接口，提高了经济效益、***运行效率、协作性能以及带宽效率；建立接口带宽、功能需求及处理时延模型，以MAC作为基于CU/DU分离的协议接口，提高了带宽效率，满足了公共控制与差异化控制、实时与非实时要求；相应的信道划分保证了协议顺利实施。在CU/DU分离条件下，规定了MBMS主要通信过程在不同区域的划分，以便功能链通过接口重定向或重部署；对切片的功能实体做了详细定义，保证切片能够快速、准确部署和删除，实现切片与核心网及终端用户的兼容，实现CU/DU/RRU三层可重构以及协议及功能可重构，提高切片QoS性能。
2)基于本发明的CU-DU-RRU三层可重配切片架构，提出了一种低代价的基于距离的位置更新机制，对相关协议、通信过程进行了重构，将MCE控制的、基于时间的跟踪小区列表(TAL)转变为MCE辅助、RRU为核心的基于距离测量的位置更新机制。对于移动用户来说，基于距离测量的位置管理比基于时间的位置管理在搜索次数和更新次数上更优，MCE辅助、RRU为核心的更新机制搜索由RRU完成、更新由MCE完成，信令开销更少。因此，从信令开销和搜索次数两方面提高了通信性能，对所设计的网络切片性能进行了佐证；
3)对用户移动特性建立了MARKOV模型，对位置更新机制进行性能分析。通过对用户移动特性分析建立MARKOV模型，并根据MARKOV模型建立平衡方程，能够较准确地描述用户移动特征，据此分析了搜索次数和时间，分析了信令过程，进而分析信令开销，从信令开销和搜索次数两方面证明了通信性能的提高，对所设计的网络切片性能进行了佐证。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为BBU与RRU分割点示意图；
图2为MBMS业务小区间协作示意图；
图3为CU/DU分割点示意图；
图4为本发明的MBSFN切片中基于CU/DU分离的协议分割；
图5为本发明的MBSFN切片中会话及无线承载示意图；
图6为本发明的MBSFN切片架构示意图；
图7为MBSFN***结构；
图8为基于距离的位置更新流图；
图9为用户移动统计特性示意图；
图10为本发明的基于距离的位置更新策略与基于时间的位置更新策略性能比较示意图；
图11为本发明的网络切片的生成及其验证方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为BBU与RRU多种分割点示意图，虚线接口CPRI为本发明MBSFN切片选取的基础设施与虚拟网络分割点。
划分依据如下：
1、虚拟网络与基础物理设施的划分：C-RAN架构中，在无线接入网中采用基带池BBU集中和射频RRU拉远技术，集中的BBU在通用处理器上处理基带信号，通过共享形成云资源池，以虚拟方式处理数字信号，构成MBMS业务的控制中心，根据信号处理的部件和方式以及信号存储的模式，BBU部分采用虚拟网络形式比较合适。RRU根据来自BBU的MBMS业务的带宽、时延等请求，通过协作提供无线链路，分配无线资源，在专用芯片上形成射频信号，最终实现MBMS业务，因此，RRU要处理的是真实的模拟无线射频信号或部分基带信号，统一起来构成MBSFN切片的基础设施。
2、CPRI接口的选取：
图1是BBU与RRU的可能分割点示意图，可以看出有PHY2\PHY1\CPRI多种可能的分割点，MBSFN选取哪一种，要根据MBMS业务的特点。选取原则如下：
A\基站简化模型为：
C(x)＝Cbaseband，BBU(x)+Cbaseband，RRU(x)+Ce(x) (1)
其中，C(x)，Cbaseband，BBU(x)，Cbaseband，RRU(x)，Ce(x)分别表示投资总成本、基带在BBU中的成本、基带在RRU中的成本、土木工程及空调等费用，x表示接口。
BBU允许基带集中处理，极大地简化了射频端，可以减小或取消传统基站需要的空调占地和用房，减小电力、操作、维护及维修费用，节约费用可达50％，相当于射频端土木工程、射频单元、基带单元及光纤传输单元免费，从这个角度看，BBU与RRU的分割点也即虚拟网络与基础设施的分割点越靠近射频端越好。但是，在节省的成本中，除基带单元外，其他如土木工程、空调等，节省费用只占到18％左右，因此，有学者建议建设无中心结构，在费用增加不大，射频端用房及占地允许的条件下，基带与射频集成，也即虚拟网络与基础设施的接口不一定靠近射频端。MBMS业务由于多播特性，当以CPRI为接口时，
Cbaseband，RRU(x)＝0 (2)
没有复用导致的大带宽
Cbaseband，BBU(x)＝常数 (3)
由于完全没有基带
Ce(x)最小 (4)
此时投资总成本C(x)最小，所以选CPRI为虚拟网络与基础设施的接口。
负载均衡模型为
其中Cbalance(x)，Gbalance(x)，Pbalance(x)分别表示以x为接口的均衡总收益、均衡增益、处理开销。从负载均衡角度看，集中的基带处理可以通过负载均衡避免峰值负载出现，可以通过负载均衡匹配供给和需求，减小分布式基带的过量供给现象，减小数字处理硬件的数量，节约成本，均衡的流量越多，均衡效果越好。但是，负载均衡增益必须能够抵消达到负载均衡需要的费用，负载均衡需要在不同处理器均衡流量，处理难度远高于提高基于中断概率配给容量，计算开销很大，因此，虚拟网络与基础设施的接口须在均衡效果与计算开销间折中。MBMS业务由于多播特性，没有各单元间的流量均衡，以CPRI为接口时，
Pbalance(x)＝0 (6)
所以，从负载均衡角度出发，应该选择CPRI。
CoMP模型为：
其中，CCOMP(x)，GCOMP(x)，PCOMP(x)分别是不同接口处，CoMP的总收益、CoMP收益和处理开销以及不一致性导致的CoMP代价。从CoMP角度来看，CoMP可以提高平均频谱效率和小区边缘一致性，包含许多潜在的新技术，具有长期深远的意义，BBU使得基带中心化，CoMP变得更加容易，通常情况下，协作的小区越多，收益越大。但是，只有符合条件的小区才能协作，取得价值，资源池中的大部分用户不支持协作，同时，协作也使网络更复杂、成本更高，抵消了部分协作收益，另外，在小区边缘，协作需要一致性覆盖，这会降低运营商在边缘区域部署新技术基站的积极性。因此，″机会中心化″，即在一个大的基带资源池中选择属于同一光纤传输的小区全部加入协作时，处理代价最小，协作效用会更大，但中心化池的减小会降低协作增益。因此，有必要选择虚拟网络与基础设施间的合适接口，恰当规划协作群体和规模。对于MBSFN业务，不存在不一致性，选择CPRI，且每一个与CPRI相连的光纤所连小区协作时，只需处理一次CPRI编码，处理开销最小，
PCOMP(x)最小 (8)
基带全部在BBU，根据MBSFN小区分集的特点，
GCOMP(x)最大 (9)
因此，对于MBSFN，从CoMP角度看，CPRI是最合适的虚拟网络与基础设施接口。
接口带宽模型为：
对于CPRI：
RCPRI＝2NanntRsNres，CPRINovhdN8B 10B (10)
其中，Nannt表示天线数，Rs表示采样率，Nres，CPRI表示射频信号的分辨率，Novhd，N8B 10B分别表示CPRI头部开销。
对于PHY1，
分辨率和信令分辨率，NSCTI，Nbins分别是每流量的符号数和每呼叫的资源数，可以看出，PHY1接口带宽正比于流量速率和信令速率以及各自的分辨率。
对于PHY2，
其中的4项分别表示了帧控制开销、随机接入开销、流量传输开销和物理上传信道开销，PHY2的接口带宽正比于流量速率、每流量的帧速率、每呼叫的资源速率以及上行无力控制信道数。
对比(10)(11)(12)可以看出，CPRI处的接口带宽正比于采样速率，PHY1\PHY2接口带宽正比于流量速率，前者远大于后者，CPRI处的接口带宽正比于OFDM符号的分辨率，PHY1\PHY2接口带宽正比于流量，前者远大于后者，CPRI处的接口带宽包含了PHY1\PHY2接口的信令带宽，另外加上CPRI自身处理开销，CPRI接口带宽远大于PHY1\PHY2，三者带宽随着靠近射频端的远近逐渐增大，因此，对于单播，一般建议选PHY2作为接口。但是，对于MBMS业务，分割点靠近RRU，不存在复用路数增多流量带宽增大的问题，又由于不存在交换信令，只有处理信令，对接口带宽影响可忽略，而且能够方便MBMS业务实现小区间分集增益和多区域协作，所以，选择CPRI接口作分割点比较合适。(如附图1所示)
图2为虚拟网络与RRU选取CPRI为接口进行分割的一个实例。如图2所示，对于该区群，下行链路以OFDM为传输技术，由于MBSFN区域采用同一频率传输相邻小区信号既可以形成有益干扰，也可以是有害干扰，当落在OFDM信号的循环前缀时，起到分集作用，是有益干扰。为区分干扰，定义加权因子：
其中，式中，Tu为有用信号帧长，Tcp为循环前缀长度。则MBSFN区域中
其中，pi，m为小区i到用户m的信号功率，K是常数，η是距离衰减因子，N为白噪声功率
通过干扰预测，采用干扰协调或协调调度技术，在相邻小区间协调使用无线时、频资源，能够极大地提高通信性能，特别是小区边缘性能。对于图2的区群，通过控制小区半径及小区间协作，就可以改善小区边缘的信噪比，从而提升MBMS业务速率。因此，当BBU与RRU间的分割点为接口CPRI时，基带部分完全包含在DU中，便以协作调度，不仅可以共享基带处理增益，还可以提高协作增益。
图3为CU/DU多种分割点示意图，其中，虚线部分OPTION5为本发明MBSFN切片的CU/DU分割点。CU/DU分割点为MAC，F1接口为CU/DU的标准接口，将PDCP\RLC划归CU部分；MAC信令中的一部分被用于多区域协调与RLC交互，具有公共控制效应，划归CU，MAC信令中的剩余部分被用做实时性差异化的空口控制或与PHY交互，在业务信道上对物理信道的信号进行分集合并，具有小区间协调效应，划归DU。划分依据如下：
接口带宽模型为
接口带宽(x)＝流量带宽(x)+信令带宽(x) (19)
其中，x表示接口位置。
在BBU内，流量带宽随着协议层数增加，头部数据增大，分割点越靠近RRU，流量带宽需求越大，但对于MBMS业务来说，多播特性导致流量本身不大，又由于没有ARQ、HARQ等过程，头部增加并不明显，而信令带宽的增加一般都被忽略，因此，可以选得更靠近RRU的分割点。
功能需求模型为：
集中控制功能终结点(x) (20)
其中，x表示接口位置
如附图所示，OPTION1为PDCP-RLC，虽然所需带宽较少，但终结了集中控制，导致RLC\MAC\PHY都位于远端RRU中，且需要在RRU内部调度，与当前完全集成化的基站差别不大，因此，一般不被考虑。OPTION2与OPTION3是单播常选的分割点，选择OPTION2主要是其与LTE兼容，随着独立组网的出现，显然已没有竞争力。
处理时延模型：
处理时延(x)＝HARQ(X)+CU(X) (21)
其中，x表示接口位置，HARQ(X)表示混合自动重传请求处理时延，CU(X)表示集中单元处理时延。
考虑到当前LTE协议要求用户侧与***侧的混合自动重传请求(HARQ)交互时间是固定的，若将CU/DU功能划分点仍放在HARQ过程中，对CU芯片处理时延和传输设备时延的挑战依然很大；若CU/DU功能切分点放置于HARQ以外，对CU芯片处理时延和传输设备时延的要求有所放宽，但会有过多功能前置于远端位置，将会影响多载波的协作化性能。
选择OPTION3可以将ARQ放在CU，具有集中化和池化增益，DU中没有RLC信息，可以减小缓存，处理更多UE。而对于MBMS业务，不仅没有RLC要完成的ARQ，也没有MAC完成的HARQ，为了更有利CoMP及联合处理，MAC可以全部划入CU，但是，考虑到MBSFN中，既需要多区域的同步等控制协调，也需要小区间协调，前者主要在逻辑信道上通过公用广播信道等实现，后者则需要根据物理信道的测量和上报信息。
因此，分割点选择为OPTION5，如附图3中所示，MAC分为2部分，多区域公共控制部分划入CU，需要根据信道状态实时调整的部分划归DU，接口为F1。
信道划分：图4为本发明C-RAN环境下MBSFN切片的协议划分结果。当MAC作为CU/DU分界面时，MAC的一部分信令用于多区域公共控制，与RLC交互，这部分信道主要为逻辑信道，划归CU；剩余部分信令用于实现控制业务传输，需要根据信道状态，实时与低MAC交互，主要是寻呼信道和传输信道，为了更好地实时控制通信状态，将专用控制信道也划归DU；根据功能要求，将MBMS的MCCH\MSCH\BCCH\PCCH\CCCH控制信道划归CU，DCCH\DTCH、MTCH\FACH划归DU，在CU中包含了小区、小区群RNC以及主控RNC，构成以逻辑信道为基础的虚拟网络；DU通过MTCH、DCCH\DTCH\FACH实现高速传输以及小区间物理信道合并，在CU的控制下实现高速数据传输及业务负载均衡；如表1所示。
表1信道划分
表1为本发明C-RAN环境下MBSFN切片的信道划分结果。
划分依据如下：当MAC作为CU/DU分界面时，MAC的一部分信令用于多区域公共控制，与RLC交互，这部分信道主要为逻辑信道，划归CU；剩余部分信令用于实现控制业务传输，需要根据信道状态，实时与低MAC交互，主要是寻呼信道和传输信道，为了更好地实时控制通信状态，将专用控制信道也划归DU；根据功能要求，将MBMS的MCCH\MSCH\BCCH\PCCH\CCCH控制信道划归CU，DCCH\DTCH、MTCH\FACH划归DU，在CU中包含了小区、小区群RNC以及主控RNC，构成以逻辑信道为基础的虚拟网络，便以多区域协作，均衡小区间控制负载，减小通信时延；DU通过MTCH、DTCH\FACH实现高速传输以及小区间物理信道合并，在CU的控制下实现高速数据传输及业务负载均衡；
图5为本发明的MBSFN切片会话及无线承载流程示意图。
通过CU/DU/RRU划分，通信过程的信令在不同部分完成，在F1接口、CPRI接口能够形成重定向，实现各部分的灵活匹配。作为实例之一，MBSFN切片上会话开始流程如下：
MBMS GW用会话开始响应消息进行响应；
MBMS GW创建MBMS承载上下文。MBMS GW发送会话开始请求消息；
MME创建MBMS承载上下文并存储会话属性，发送会话开始请求消息；
MCE创建MBMS承载上下文。MCE存储会话属性，并响应MME以确认接收到会话开始请求消息；
MME向MBMS-GW返回MBMS会话开始响应；
MCE将会话开始请求通过F1接口送到DU，由DU建立无线承载，当会话开始请求通过F1接口送到DU时，可以根据需要，选择DU中的任一单元进行信令传输和无线承载；最后通过CPRI接口合适选择RRU，将MBMS数据传输到目标UE；
BM-SC开始发送MBMS数据；
MBMS GW向所有已加入的eNodeB发送接收到的MBMS数据。
图6为本发明的MBSFN切片架构示意图。
面向承载的MBSFN切片的创立者是来自MBMS-GW(MBMS业务网关)的IP多播业务请求，通过M3接口创立或撤销MBSFN切片，进行切片生命周期管理。
协调服务器，定义MME及MCE作为切片的协调器，与BBU的CU和DU在控制信道上通信，建立小区间协作，处理MBSFN区中各虚拟小区的无线资源分配和设定传输参数及MBSFN模式或单播模式，管理MBSFN的NFV；
编排服务器，用于接收MBMS业务，创立、修改和删除MBSFN切片，当新的切片实例化时，创立或更新协调器，所述编排服务器由MME、MCE以及BBU的DU中负责FACH向物理信道映射的功能部件构成。
基础物理设施，基站的射频远端RRH是基础物理设施，编排服务器通过FACH信道及CPRI接口向物理信道映射实现虚拟网络向基础设施的映射。
图7为MBSFN***结构。
通过对比图7和图6可以说明本发明C-RAN环境下MBSFN网络切片与核心网络或终端兼容性对比图6的MBSFN切片架构与图8的MBSFN***结构，MBSFN切片与核心网的接口仍然是M1，负责MBMS会话管理，接口信令保持不变，故切片与核心网的兼容关系保持不变。切片内部，MME与MCE的接口仍为M2，协议、信令都不发生变化，故切片与用户端的兼容关系也保持不变，因此，MBSFN切片兼容核心网和用户终端，说明该切片可以随时创建或删除，不影响整个通信过程。
切片QoS性能提高：功能链部署可保证多播树的各枝具有相同的QoS。在MBSFN切片中，MBMS业务通过CU-DU-RRU三层或者虚拟网络-基础物理设施两层可重构映射实现，在三个层面自适应选取相应的功能部件进行组合，可满足不同的MBMS业务比特率、时延等要求，特别是保证多播树的各枝具有相同的QoS，如图7中的虚线所示，小区i的MBMS业务既可以通过CS1-DS1-RRUi的功能链实现，也采用CS2-DS2-RRUi，可以实现功能链迁移，满足不同要求。
由于CU/DU的功能可自适应定义或重构，可以极大提高通信性能，例如，位置更新功能从CU的MCE下沉到RRU可以提高MBMS业务连续性。在计数过程中，搜索用户或位置更新的时延占较大比重。在MBFSN切片中由于多小区共用CU/DU，位置区域包括CU中所有协作的小区，而RRU只覆盖特定小区，因此，当位置更新功能从CU的MCE下沉到RRU时，用户搜索在RRU中完成，且采用性能更优的基于距离的算法，则通信过程将极大简化，从算法和信令流两方面降低位置更新代价和信令开销。
图8为本发明的基于距离的位置更新流程图示意图。对TAL机制进行改进，由协调服务器MCE辅助、RRU发起完成。在MBMS业务会话建立阶段，通过CU-DU-RU三层映射，MCE将RRC\PDCP协议的用户部分驻留在RRU中，并将MCE控制的所有协作小区在TAL中列出，同时将TAL中的最远距离D通知RRU。RRU搜索用户时，首先找到用户最后一次被报告的小区，如果当前没有找到用户，则从j＝1开始搜索相邻的i±j，j＝1，2…N/2，相应的距离记为d，d+1…，当距离为D-1时，则启动位置更新。假定更新和搜索开始于时隙起点，如果某用户在同一时隙要同时进行搜索和更新，则优先更新。
在上述搜索和更新策略中，当TAL转变为最大距离后，搜索仅由RRU向用户发起完成，只有当距离达到最大，位置更新时，才需要与MCE交互，相比传统LTE每次搜索都须与MCE交互，减小了信令开销，减小了时延。
图9为本发明的用户移动统计特性示意图。
搜索及更新次数分析：考虑一个环形蜂窝***，如图9所示，蜂窝i与蜂窝i+1为相邻蜂窝，蜂窝i中的移动用户只能移动到蜂窝i+1、蜂窝i-1或停留在蜂窝i中，假定时间时隙化，用户每时隙最多只能移动一次，移动方向满足独立同分布的统计规律，用户从蜂窝i移动到蜂窝i+1、蜂窝i-1的概率为p，停留在蜂窝i的概率为1-2p，令Y(t)表示用户当前所在的蜂窝与最后报告位置的蜂窝间距离，{Y(t)，t＝0，1，2…}是一个Markov链，令Y(t)的静态分布概率为：
则平衡方程为：
2pQ0＝pQ1+pQD-1 (23)
2pQ1＝pQ0+pQ2 (24)
2pQd＝pQd-1+pQd+1 2≤d≤D-2 (25)
其中，D为最大距离。
可见，更新次数由参数p和D确定，p反映了用户移动速度，当用户移动速度增大时，p也随着增大，由(7)可知，位置更新次数也增大，能够很好地跟踪用户，当路由区域D增大时，位置更新次数会降低，搜索次数仅由D确定，当D＞1时，搜索次数会随着D的增大而增大，如果规定D为CU中协作小区即MBSFN的总半径，则(7)\(8)恰好作为MBSFN切片中移动用户的位置更新策略。
目前LTE标准采用的周期性位置更新即每隔时间T对用户位置更新一次，位置更新次数
此为定值，不能很好地反应用户移动状况，当用户静止或移动较慢时，会造成不必要的开销，当用户移动较快时，则不能跟踪用户位置。
信令开销分析：
假定更新和搜索开始于时隙起点，如果某用户在同一时隙要同时进行搜索和更新，则优先更新，假定用户在小区间的移动开始于更新或搜索进行之后，任何移动的结束恰好在时隙结束点。
假设更新一次所需信令开销时间为Tu，搜索一次信令开销时间为Ts，则在一个路由区域内，基于距离的用户跟踪信令开销为；
TD＝μDTuD+SDTSD (31)
其中，μD，SD如(28)、(29)所示，
基于时间的用户跟踪信令开销为：
TT＝μTTuT+STTST (32)
μT，ST分别表示基于时间的更新和搜索次数，TuT，TST分别表示每次更新时长和搜索时长。
假定一次搜索或更新信令在RRU、DU、CU中耗费的时间分别为
在MBSFN切片中，由于MBMS业务的实现是经过CU-DU-RRU三层映射实现，搜索只在RRU中进行，更新需要经过RRU-DU-CU，则
TuD＝TuRRU+TuDU+TuCU (34)
TSD＝TSRRU (35)
而LTE中的周期性搜索和更新，由于每一过程的完成都必须经过从MCE到物理信道的控制，所以
TuT＝TuRRU+TuDU+TuCU (36)
TST＝TSRRU+TSDU+TSCU (37)
比较(35)(37)，可以看出，MBSFN中每次搜索的信令开销都更小。因此，在相同搜索次数和更新次数下，MBSFN网络切片中基于距离的位置更新比LTE中周期性位置更新信令开销更小。
图10为本发明的基于距离的位置更新策略与基于时间的位置更新策略性能比较示意图。
可以看出，在不同运动概率下，当更新速率相同时，基于距离的更新策略的用户搜索次数小于基于时间的更新策略，再比较(35)(37)的信令开销，可以说明，本文提出的基于距离的更新策略优于基于时间的更新策略。(概率p＝0.05)，
如图11所示，在C-RAN环境下，MBSFN网络切片的生成方法及其性能验证方法，包括如下步骤：
S1：在C-RAN及CU/DU分离环境下，建立MBSFN网络切片架构；
所述建立MBSFN网络切片架构，具体包括如下步骤：
S101：划分MBSFN切片基础设施与虚拟网络；
C-RAN架构中，在无线接入网中采用基带池BBU集中和射频RRU拉远技术，集中的BBU通过共享形成云资源池，构成MBMS业务的控制中心，RRU通过协作提供MBMS业务的无线链路，在统一的基础设施RRU上，根据MBMS业务的带宽、时延等需求分配资源，与BBU控制中心重构组合，构成MBSFN切片。
基于C-RAN中心化管理形成MBSFN切片时，RRU作为基础物理设施INSP，BBU之上部分构成虚拟MBSFN网络，接口为CPRI。
S102：基于CU/DU分离的MBFSN切片协议结构及信道划分；
CU/DU分割点为MAC即OPTION5，F1接口为CU/DU的标准接口，将PDCP\RLC划归CU部分；MAC信令中的一部分被用于多区域协调与RLC交互，具有公共控制效应，划归CU，MAC信令中的剩余部分被用做实时性差异化的空口控制或与PHY交互，在业务信道上对物理信道的信号进行分集合并，具有小区间协调效应，划归DU。
信道划分：当MAC作为CU/DU分界面时，MAC的一部分信令用于多区域公共控制，与RLC交互，这部分信道主要为逻辑信道，划归CU；剩余部分信令用于实现控制业务传输，需要根据信道状态，实时与低MAC交互，主要是寻呼信道和传输信道，为了更好地实时控制通信状态，将专用控制信道也划归DU；根据功能要求，将MBMS的MCCH\MSCH\BCCH\PCCH\CCCH控制信道划归CU，DCCH\DTCH、MTCH\FACH划归DU，在CU中包含了小区、小区群RNC以及主控RNC，构成以逻辑信道为基础的虚拟网络；DU通过MTCH、DCCH\DTCH\FACH实现高速传输以及小区间物理信道合并，在CU的控制下实现高速数据传输及业务负载均衡；
S103：定义C-RAN环境下的MBSFN切片架构；
所述定义C-RAN环境下的MBSFN切片架构，具体包括：
协调服务器，定义MME及MCE作为切片的协调器，与BBU的CU和DU在控制信道上通信，建立小区间协作，处理MBSFN区中各虚拟小区的无线资源分配和设定传输参数及MBSFN模式或单播模式，管理MBSFN的NFV；
其中CU/DU的协议分割如图4所示，信道划分如表1所示。
编排服务器，配置用于接收MBMS业务，创立、修改和删除MBSFN切片，当新的切片实例化时，创立或更新协调器，所述编排服务器由MME、MCE以及BBU的DU中负责FACH向物理信道映射的功能部件构成；
基础物理设施，基站的射频远端RRH是基础物理设施，编排服务器通过FACH信道向物理信道映射实现虚拟网络向基础设施的映射。
其中，切片架构及主要通信过程如附图5、6所示。
S104：对MBSFN切片进行性能分析，对比图6、7，通过接口分析与核心网及终端的兼容性，通过CU-DU-RRU三层可重构功能链部署及协议迁移以及功能重定义说明MBSFN切片具有自适应特点。
S2：基于所述CU-DU-RRU三层可重构切片架构，实施基于距离的位置更新机制。
所述实施基于距离的位置更新机制由协调服务器MCE辅助、RRU发起，具体包括：
在MBMS业务会话建立阶段，通过CU-DU-RU三层映射，MCE将RRC\PDCP协议的用户部分驻留在RRU中，并将MCE控制的所有协作小区在TAL中列出，同时将TAL中的最远距离D通知RRU；
RRU搜索用户时，首先找到用户最后一次被报告的小区，如果当前没有找到用户，则从j＝1开始搜索相邻的i±j，j＝1，2…N/2，相应的距离记为d，d+1…，当距离为D-1时，则启动位置更新；
假定更新和搜索开始于时隙起点，如果某用户在同一时隙要同时进行搜索和更新，则优先更新；
S3：建立MARKOV模型对基于距离的位置更新机制进行性能分析
所述对基于距离的位置更新机制进行性能分析，具体包括：
对用户移动性建立MARKOV模型，并根据MARKOV模型建立平衡方程，求出搜索次数和时间，分析信令过程，进而分析信令开销，从信令开销和搜索次数两方面证明通信性能的提高，对所设计的网络切片性能进行验证。
通过上述过程，完成C-RAN及CU/DU分离环境下MBSFN网络切片的形成及其性能验证。基于距离的位置更新机制及其性能是对MBSFN网络切片形成的合理性的有效佐证。通过分析及仿真验证该机制的优越性，从而进一步说明MBSFN网络切片形成的合理性。如图10(概率p＝0.05)表明，在不同运动概率下，当更新速率相同时，基于距离的更新策略的用户搜索次数小于基于时间的更新策略，再比较(35)(37)的信令开销，可以说明，本发明提出的基于距离的更新策略优于基于时间的更新策略。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用非瞬时性存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种MBSFN网络切片的生成及其验证方法，其特征在于，该方法包括：
S1：在C-RAN及CU/DU分离环境下，建立MBSFN网络切片架构；
S2：基于所述CU-DU-RRU三层可重构切片架构，提出基于距离的位置更新机制；
S3：建立MARKOV模型对基于距离的位置更新机制进行性能分析。
2.根据权利要求1所述的生成及其验证方法，其特征在于，所述建立MBSFN网络切片架构，具体包括如下步骤：
S101：划分MBSFN切片基础设施与虚拟网络；
S102：基于CU/DU分离的MBFSN切片协议结构及信道划分；
S103：定义C-RAN环境下的MBSFN切片架构；
S104：定义C-RAN环境中MBSFN切片架构下MBMS业务的主要通信过程；
S105：对MBSFN切片进行性能分析，通过接口分析兼容性，通过功能链部署及协议迁移以及功能重定义说明MBSFN切片形成的作用。
3.根据权利要求2所述的生成及其验证方法，步骤S101，其特征在于，划分MBSFN切片基础设施与虚拟网络具体包括：
建立基站简化、负载均衡、CoMP、接口带宽模型，采用DU与RRU的分界面上的CPRI接口作为虚拟网络与基础资源提供商的分界面。
4.根据权利要求2所述的生成及其验证方法，步骤S102，其特征在于，基于CU/DU分离的MBFSN切片协议结构及信道划分，具体包括：
建立接口带宽、功能需求及处理时延模型，以MAC作为CU/DU分界面，接口为F1接口，MAC信令中用于多区群协调的部分具有公共控制效应，划归CU，MAC中用做差异化空口控制以及小区间物理信道合并部分划归DU。
信道划分：将MBMS的MCCH\MSCH\BCCH\PCCH\CCCH控制信道划归CU，DCCH\DTCH、MTCH\FACH划归DU，在CU中包含了小区、小区群RNC以及主控RNC，构成以逻辑信道为基础的虚拟网络；DU通过MTCH、DTCH\FACH实现高速传输，在CU的控制下实现高速数据传输及业务负载均衡以及各族内小区物理信道合并。
5.根据权利要求3与4所述的生成及其验证方法，步骤S103，其特征在于，C-RAN环境下的MBSFN切片架构包括：
协调服务器：以MME及MCE作为切片的协调服务器，与BBU的CU和DU在控制信道上通信，建立小区间协作，处理MBSFN区中各虚拟小区的无线资源分配和设定传输参数及MBSFN模式或单播模式，管理MBSFN的NFV；
编排服务器：由MME、MCE以及BBU的DU中负责FACH向物理信道映射的功能部件构成，负责接收MBMS业务，创立、修改和删除MBSFN切片，当新的切片实例化时，创立或更新协调服务器，因此，编排服务器；
基础物理设施：由基站的射频远端RRH构成，通过FACH信道和CPRI接口向物理信道映射实现虚拟网络向基础物理设施的映射。
6.根据权利要求2所述的生成及其验证方法，其特征在于，步骤S104中，，通信过程的信令在CU/DU/RRU不同部分完成，在F1接口、CPRI接口重定向，实现各部分的灵活匹配。
7.根据权利要求3的所述的生成及其验证方法，其特征在于，建立虚拟网络与基础设施接口的基站简化、负载均衡、CoMP、接口带宽模型，
基站简化模型为：
C(x)＝Cbaseband，BBU(x)+Cbaseband，RRU(x)+Ce(x) (1)
其中，C(x)，Cbaseband，BBU(x)，Cbaseband，RRU(x)，Ce(x)分别表示投资总成本、基带在BBU中的成本、基带在RRU中的成本、土木工程及空调等费用，x表示接口，
负载均衡模型为
其中Cbalance(x)，Gbalance(x)，Pbalance(x)分别表示以x为接口的均衡总收益、均衡增益、处理开销。
CoMP模型为：
其中，CCOMP(x)，GCOMP(x)，PCOMP(x)分别是不同接口处，CoMP的总收益、CoMP收益和处理开销以及不一致性导致的CoMP代价。
接口带宽模型为：
RCPRI＝2NanntRsNres，CPRINovhdN8B 10B (4)
其中，Nannt表示天线数，Rs表示采样率，Nres，CPRI表示射频信号的分辨率，Novhd，N8B10B分别表示CPRI头部开销。
8.根据权利要求4所述的生成及其验证方法，其特征在于，建立CU/DU接口的接口带宽、功能需求及处理时延模型时：
接口带宽模型为
接口带宽(x)＝流量带宽(x)+信令带宽(x) (5)
其中，x表示接口位置。
功能需求模型为：
集中控制功能终结点(x) (6)
其中，x表示接口位置
处理时延模型：
处理时延(x)＝HARQ(Z)+CU(Z) (7)
其中，x表示接口位置，HARQ(Z)表示混合自动请求回传处理时延，CU(Z)表示集中单元处理时延。
9.根据权利要求1所述的生成及其验证方法，其特征在于，基于CU-DU-RRU三层可重构切片架构的基于距离的位置更新机制由协调服务器MCE辅助、RRU发起，具体包括：
在MBMS业务会话建立阶段，通过CU-DU-RRU三层映射，MCE将RRC\PDCP协议的用户部分驻留在RRU中，并将MCE控制的所有协作小区在TAL中列出，同时将TAL中的最远距离D通知RRU；
RRU搜索用户时，首先找到用户最后一次被报告的小区，如果当前没有找到用户，则从j＝1开始搜索相邻的i±j，j＝1，2…N/2，相应的距离记为d，d+1…，当距离为D-1时，则启动位置更新；
假定更新和搜索开始于时隙起点，如果某用户在同一时隙要同时进行搜索和更新，则优先更新。
10.根据权利要求1所述的生成及其验证方法，其特征在于，建立MARKOV模型对基于距离的位置更新机制进行性能分析，具体包括：
对用户移动性建立MARKOV模型，并根据MARKOV模型建立平衡方程，分别求出更新机制的搜索次数和搜索时间，分析信令过程，进而分析信令开销。
11.根据权利要求10所述的生成及其验证方法，其特征在于，对用户移动性建立MARKOV模型，并根据MARKOV模型建立平衡方程；
考虑一个环形蜂窝***，蜂窝i与蜂窝i+1为相邻蜂窝，蜂窝i中的移动用户只能移动到蜂窝i+1、蜂窝i-1或停留在蜂窝i中，假定时间时隙化，用户每时隙最多只能移动一次，移动方向满足独立同分布的统计规律，用户从蜂窝i移动到蜂窝i+1、蜂窝i-1的概率为p，停留在蜂窝i的概率为1-2p，令Y(t)表示用户当前所在的蜂窝与最后报告位置的蜂窝间距离，{Y(t)，t＝0，1，2…}是一个Markov链，令Y(t)的静态分布概率为：
则平衡方程为：
2pQ0＝pQ1+pQD-1 (9)
2pQ1＝pQ0+pQ2 (10)
2pQd＝pQd-1+pQd+1 2≤d≤D-2 (11)
2pQD-1＝pQD-2 (12)
根据以上结论可以得出，每时隙的平均位置更新次数为：
平均搜素次数为：
其中，D为最大距离。
12.根据权利10所述的生成及其验证方法，其特征在于，更新机制的搜索次数和搜索时间、信令过程，
所述搜索次数采用如下公式计算：
所述搜索时间采用如下公式计算：
假定更新和搜索开始于时隙起点，如果某用户在同一时隙要同时进行搜索和更新，则优先更新，假定用户在小区间的移动开始于更新或搜索进行之后，任何移动的结束恰好在时隙结束点；假设更新一次所需信令开销时间为Tu，搜索一次信令开销时间为Ts，则在一个路由区域内，基于距离的用户跟踪信令开销为；
TD＝μDTuD+SDTSD (18)
其中，μD，SD分别表示基于时间的更新和搜索次数，TuD，TSD分别表示每次更新时长和搜索时长；
基于时间的用户跟踪信令开销为：
TT＝μTTuT+STTST (19)
μT，ST分别表示基于时间的更新和搜索次数，TuT，TST分别表示每次更新时长和搜索时长；
假定一次搜索或更新信令在RRU、DU、CU中耗费的时间分别为TuRRU，TuDU，TuCU，TSRRU，TSDU，TSCU，则，
TuD＝TuRRU+TuDU+TuCU
TSD＝TSRRU+TSDU+TSCU (20)
在MBSFN切片中，由于MBMS业务的实现是经过CU-DU-RRU三层映射实现，搜索只在RRU中进行，更新需要经过RRU-DU-CU，则
TuD＝TuRRU+TuDU+TuCU (21)
TSD＝TSRRU (22)
而LTE中的周期性搜索和更新，由于每一过程的完成都必须经过从MCE到物理信道的控制，所以
TuT＝TuRRU+TuDU+TuCU (23)
TST＝TSRRU+TSDU+TSCU (24)
比较(22)(24)，由此确定MBSFN中每次搜索的信令开销都更小。
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