蜂窩無線網(wǎng)絡的小區(qū)規(guī)劃及成本控制.pdf

1、無線網(wǎng)絡中的小區(qū)規(guī)劃不僅影響網(wǎng)絡建設成本，而且對無線網(wǎng)絡的服務質(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)驗和實地測試來選擇。顯然，這種經(jīng)驗往往與實際的最優(yōu)配置相差甚遠。因此，科學的小區(qū)規(guī)劃勢在必行。本文將數(shù)字地圖引入到無線網(wǎng)絡規(guī)劃中來，實現(xiàn)了更科學可靠的資源配置，并解決了規(guī)劃中的自動基站布置和頻率分配問題。 本文首先介紹了移動通信系統(tǒng)設計的基本概念和所涉及的理論，然后定義了自動基站布置問題的數(shù)學模型。研究了

2、多目標優(yōu)化問題的特點和解決優(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，本文將一種高效的多目標優(yōu)化進化算法DCMOGADES應用到無線網(wǎng)絡規(guī)劃中的自動基站布置問題中，并針對自動基站布置問題對原算法進行改進：如在研究DCMOGADES的基礎(chǔ)上，本文提出有向的遷徙算子，在保證計算復雜度的同時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)絡規(guī)劃算法，能夠更快速逼近的目標空間的Pareto域，并在該域中分布更均勻。同時，該算法收斂速度更快，且經(jīng)一次運行便可提供多個合理的基站分布候選方案。這些優(yōu)點在實際工程規(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頻率在不同小區(qū)間復用，同時要避免移動用戶間的干擾。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。目標是得到一個用最少的信道數(shù)，滿足話務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)，在整個迭代過程中始終滿足話務需求的要求。本文提出了幾種遺傳算子并進行了驗證，比較結(jié)果表明選擇性變異技術(shù)能得到很好的結(jié)果。通過對幾個著名的benchmark問題進行的仿真結(jié)果表明，它是一個非

5、常有效地解決信道分配問題的方法。 移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃與優(yōu)化都需要進行準確的場強覆蓋預測，而地理環(huán)境對無線電信號傳播的影響非常大，不考慮這些因素就無法保證預測結(jié)果的準確性。移動通信用數(shù)字地圖是規(guī)劃軟件進行覆蓋預測、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)實際地形高度地圖數(shù)據(jù)或者隨機生成的高度數(shù)據(jù)，采用一定算法來生成三維地貌。三維隨機地形的算法有中值替代算法、圓算法、f