蜂窩無線網(wǎng)絡(luò)的小區(qū)規(guī)劃及成本控制.pdf

1、無線網(wǎng)絡(luò)中的小區(qū)規(guī)劃不僅影響網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，而且對(duì)無線網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量有決定性的影響。過去，基站布置和頻率分配主要是由工程師依靠經(jīng)驗(yàn)和實(shí)地測試來選擇。顯然，這種經(jīng)驗(yàn)往往與實(shí)際的最優(yōu)配置相差甚遠(yuǎn)。因此，科學(xué)的小區(qū)規(guī)劃勢在必行。本文將數(shù)字地圖引入到無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中來，實(shí)現(xiàn)了更科學(xué)可靠的資源配置，并解決了規(guī)劃中的自動(dòng)基站布置和頻率分配問題。 本文首先介紹了移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本概念和所涉及的理論，然后定義了自動(dòng)基站布置問題的數(shù)學(xué)模型。研究了

2、多目標(biāo)優(yōu)化問題的特點(diǎn)和解決優(yōu)化問題的一些經(jīng)典算法。鑒于遺傳算法在求解優(yōu)化問題上的諸多優(yōu)點(diǎn)，本文將一種高效的多目標(biāo)優(yōu)化進(jìn)化算法DCMOGADES應(yīng)用到無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃中的自動(dòng)基站布置問題中，并針對(duì)自動(dòng)基站布置問題對(duì)原算法進(jìn)行改進(jìn)：如在研究DCMOGADES的基礎(chǔ)上，本文提出有向的遷徙算子，在保證計(jì)算復(fù)雜度的同時(shí)加快算法的收斂速度，能更快找到最優(yōu)解，并避免出現(xiàn)早熟；使用馬爾可夫過程的原理描述遺傳算子，改進(jìn)交叉和變異操作。仿真結(jié)果表明該算法較之目

3、前已有的一些網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃算法，能夠更快速逼近的目標(biāo)空間的Pareto域，并在該域中分布更均勻。同時(shí)，該算法收斂速度更快，且經(jīng)一次運(yùn)行便可提供多個(gè)合理的基站分布候選方案。這些優(yōu)點(diǎn)在實(shí)際工程規(guī)劃中有著極其重要的意義。 規(guī)劃和優(yōu)化的另一個(gè)重要問題就是頻率分配。目前有限的可用頻譜成為了蜂窩系統(tǒng)容量增加的一個(gè)重要瓶頸，最大限度提高頻譜利用率的問題日趨突出。這就要求要盡可能地對(duì)頻率在不同小區(qū)間復(fù)用，同時(shí)要避免移動(dòng)用戶間的干擾。為了更有效地利用頻

4、率資源，本文在遺傳算法的基礎(chǔ)上提出了一種新的信道分配方法。在信道分配中主要考慮三種限制：同頻限制、鄰頻限制和同位置限制。目標(biāo)是得到一個(gè)用最少的信道數(shù)，滿足話務(wù)需求和電磁兼容限制的信道分配方案。本文采用了最小間隔編碼方案，利用固定遺傳算子(交叉和變異)，在整個(gè)迭代過程中始終滿足話務(wù)需求的要求。本文提出了幾種遺傳算子并進(jìn)行了驗(yàn)證，比較結(jié)果表明選擇性變異技術(shù)能得到很好的結(jié)果。通過對(duì)幾個(gè)著名的benchmark問題進(jìn)行的仿真結(jié)果表明，它是一個(gè)非

5、常有效地解決信道分配問題的方法。 移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化都需要進(jìn)行準(zhǔn)確的場強(qiáng)覆蓋預(yù)測，而地理環(huán)境對(duì)無線電信號(hào)傳播的影響非常大，不考慮這些因素就無法保證預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。移動(dòng)通信用數(shù)字地圖是規(guī)劃軟件進(jìn)行覆蓋預(yù)測、干擾分析以及頻率規(guī)劃的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。因此本文引入三維地形作為規(guī)劃和優(yōu)化的基本數(shù)據(jù)，三維地形的基本原理是根據(jù)實(shí)際地形高度地圖數(shù)據(jù)或者隨機(jī)生成的高度數(shù)據(jù)，采用一定算法來生成三維地貌。三維隨機(jī)地形的算法有中值替代算法、圓算法、f