蜂窩移動通信網絡優(yōu)化中的無線資源分配與覆蓋控制技術研究.pdf

1、為使運營中的蜂窩移動通信網絡始終維持良好的通信性能，網絡優(yōu)化是必不可少的一項關鍵工作。網絡優(yōu)化的目的是調整網絡參數(shù)，使其與當下的業(yè)務量需求和運行環(huán)境相匹配。
　　本文對蜂窩移動通信網絡優(yōu)化中的無線資源分配和覆蓋控制技術進行深入研究。
　　針對TD-SCDMA(Time-division Synchronous Code-division Multiple Access)網絡頻點和擾碼資源少、擴頻碼相關性差的缺陷，研究TD-S

2、CDMA網絡中頻率和擾碼的聯(lián)合分配技術，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)間干擾強度的衡量指標，全面考慮無線信號傳播條件、業(yè)務量分布、頻率的正交性、擾碼的相關性等因素的影響，形成反映容量需求、地形地貌和實際網絡場景的完整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，在滿足組網約束的同時，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)合分配問題降解為頻率和擾碼族聯(lián)合分配子問題和擾碼選擇子問題。相比于直接對頻率和擾碼進行聯(lián)合分配，這種分步式處理在確保網絡性能不變的同時顯著降低分配的復雜度。數(shù)值結果表明: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景下有效降低全網和局部干擾水平。
　　針對無線業(yè)務隨城市化進程朝著三維空間擴展、在三維空間中分布的趨勢，研究了基于面陣天線和三維波束賦形的公共控制信號立體覆蓋控制技術。為了

4、降低覆蓋控制算法復雜度，我們提出了逐扇區(qū)立體覆蓋控制的思想。即通過扇區(qū)間干擾控制，實現(xiàn)扇區(qū)解耦，對單個扇區(qū)的立體覆蓋進行獨立控制，依次對每個扇區(qū)進行立體覆蓋控制來實現(xiàn)全網立體覆蓋控制。在單個扇區(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)立體覆蓋控制技術和面向邊界接收功率約束的單扇區(qū)立體覆蓋控制技術。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，我們從實際的覆蓋需求出發(fā)，以功率最小化為目標，無弱覆蓋、零干擾度為約束建

5、立優(yōu)化模型。采用半定松弛技術、隨機化方法和補償調節(jié)手段，實現(xiàn)了優(yōu)化問題的求解，獲取性能良好的面陣天線激勵權值。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)目標覆蓋區(qū)域中各個方向上的目標覆蓋距離、由實際地形決定的信號傳播損耗，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，實現(xiàn)陣列方向圖綜合誤差和發(fā)射功率加權和的最小化，并獲取面陣天線激勵權值。數(shù)值結果表明:相比于工程上常用的下傾角和功率調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、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?；谏葏^(qū)間的干擾關系，將整個網絡劃分為多個干擾近似獨立的最小單元（扇區(qū)簇），依次對所有扇區(qū)簇進行立體覆蓋控制從而實現(xiàn)對整個網絡的立體覆蓋控制。針對單個扇區(qū)簇，我們以近似平均信干比(Signal to Interference Ratio，SIR)最小化為目標、以無弱覆蓋為約束條件建立優(yōu)化模型。設計求解