蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的無(wú)線資源分配與覆蓋控制技術(shù)研究.pdf

1、為使運(yùn)營(yíng)中的蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)始終維持良好的通信性能，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是必不可少的一項(xiàng)關(guān)鍵工作。網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的目的是調(diào)整網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，使其與當(dāng)下的業(yè)務(wù)量需求和運(yùn)行環(huán)境相匹配。
　　本文對(duì)蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的無(wú)線資源分配和覆蓋控制技術(shù)進(jìn)行深入研究。
　　針對(duì)TD-SCDMA(Time-division Synchronous Code-division Multiple Access)網(wǎng)絡(luò)頻點(diǎn)和擾碼資源少、擴(kuò)頻碼相關(guān)性差的缺陷，研究TD-S

2、CDMA網(wǎng)絡(luò)中頻率和擾碼的聯(lián)合分配技術(shù)，充分挖掘兩種資源的分配自由度。我們以干信比(Interference to Signal Ratio，ISR)作為小區(qū)間干擾強(qiáng)度的衡量指標(biāo)，全面考慮無(wú)線信號(hào)傳播條件、業(yè)務(wù)量分布、頻率的正交性、擾碼的相關(guān)性等因素的影響，形成反映容量需求、地形地貌和實(shí)際網(wǎng)絡(luò)場(chǎng)景的完整ISR模型。根據(jù)小區(qū)間ISR，建立頻率和擾碼的聯(lián)合分配模型，在滿足組網(wǎng)約束的同時(shí)，最大程度地抑制小區(qū)間干擾?；诟蓴_等效原理，將頻率和擾

3、碼的聯(lián)合分配問(wèn)題降解為頻率和擾碼族聯(lián)合分配子問(wèn)題和擾碼選擇子問(wèn)題。相比于直接對(duì)頻率和擾碼進(jìn)行聯(lián)合分配，這種分步式處理在確保網(wǎng)絡(luò)性能不變的同時(shí)顯著降低分配的復(fù)雜度。數(shù)值結(jié)果表明:相比于工程常用的先頻率后擾碼的順序分配方法，本文提出的聯(lián)合分配方法及其算法能夠在不同場(chǎng)景下有效降低全網(wǎng)和局部干擾水平。
　　針對(duì)無(wú)線業(yè)務(wù)隨城市化進(jìn)程朝著三維空間擴(kuò)展、在三維空間中分布的趨勢(shì)，研究了基于面陣天線和三維波束賦形的公共控制信號(hào)立體覆蓋控制技術(shù)。為了

4、降低覆蓋控制算法復(fù)雜度，我們提出了逐扇區(qū)立體覆蓋控制的思想。即通過(guò)扇區(qū)間干擾控制，實(shí)現(xiàn)扇區(qū)解耦，對(duì)單個(gè)扇區(qū)的立體覆蓋進(jìn)行獨(dú)立控制，依次對(duì)每個(gè)扇區(qū)進(jìn)行立體覆蓋控制來(lái)實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)立體覆蓋控制。在單個(gè)扇區(qū)的立體覆蓋控制中，我們分別研究了面向全域接收功率約束的單扇區(qū)立體覆蓋控制技術(shù)和面向邊界接收功率約束的單扇區(qū)立體覆蓋控制技術(shù)。在面向全域接收功率約束的單扇區(qū)立體覆蓋控制研究中，我們從實(shí)際的覆蓋需求出發(fā)，以功率最小化為目標(biāo)，無(wú)弱覆蓋、零干擾度為約束建

5、立優(yōu)化模型。采用半定松弛技術(shù)、隨機(jī)化方法和補(bǔ)償調(diào)節(jié)手段，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化問(wèn)題的求解，獲取性能良好的面陣天線激勵(lì)權(quán)值。在面向邊界接收功率約束的單扇區(qū)立體覆蓋控制研究中，我們根據(jù)目標(biāo)覆蓋區(qū)域中各個(gè)方向上的目標(biāo)覆蓋距離、由實(shí)際地形決定的信號(hào)傳播損耗，將覆蓋需求映射為期望陣列方向圖。提出合理的方向圖綜合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)陣列方向圖綜合誤差和發(fā)射功率加權(quán)和的最小化，并獲取面陣天線激勵(lì)權(quán)值。數(shù)值結(jié)果表明:相比于工程上常用的下傾角和功率調(diào)整這些覆蓋控制方法，本文提

6、出的兩種逐扇區(qū)立體覆蓋控制算法在覆蓋空洞彌補(bǔ)、扇區(qū)間干擾抑制和能量節(jié)約等方面更勝一籌。
　　我們還研究了逐扇區(qū)簇的立體覆蓋控制技術(shù)。基于扇區(qū)間的干擾關(guān)系，將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)干擾近似獨(dú)立的最小單元（扇區(qū)簇），依次對(duì)所有扇區(qū)簇進(jìn)行立體覆蓋控制從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的立體覆蓋控制。針對(duì)單個(gè)扇區(qū)簇，我們以近似平均信干比(Signal to Interference Ratio，SIR)最小化為目標(biāo)、以無(wú)弱覆蓋為約束條件建立優(yōu)化模型。設(shè)計(jì)求解