專利名稱：一種碼分多址無線網(wǎng)絡(luò)候選基站位置的優(yōu)選方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線網(wǎng)絡(luò)候選基站位置的優(yōu)選技術(shù)，尤其是涉及一種碼分多址制式無線網(wǎng)絡(luò)候選基站位置的優(yōu)選方法。
背景技術(shù)：
對于移動通信系統(tǒng)建設(shè)而言，無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃至關(guān)重要，這不僅是因為該部分投資約占整個系統(tǒng)投資的70％以上，更重要的是空口規(guī)劃的好壞直接影響到用戶的體驗。因而無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃一直是理論和實踐關(guān)注的焦點。在以GSM為代表的第二代移動通信系統(tǒng)中，無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃可以分成互不相干的兩個步驟覆蓋規(guī)劃和容量規(guī)劃。在覆蓋規(guī)劃中，需要選擇適當(dāng)?shù)幕疚恢煤蛿?shù)目，使得服務(wù)區(qū)內(nèi)每一點上都可以接收到足夠的場強(qiáng)，也即是達(dá)到一定的服務(wù)質(zhì)量，通常借助傳播模型來輔助實現(xiàn)這一階段的目標(biāo)；在容量規(guī)劃中，需要完成頻率規(guī)劃，還要為每一基站分配一定數(shù)目的信道，主要考慮到服務(wù)區(qū)域的業(yè)務(wù)量需求。整個網(wǎng)絡(luò)的覆蓋和容量可以作為相互獨立的元素分別進(jìn)行考慮。因而，我們可以借助鏈路預(yù)算及網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃工具來掌控網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量。
在基于CDMA技術(shù)的移動通信系統(tǒng)(IS-95/CDMA2000/WCDMA等)中，覆蓋、容量和服務(wù)質(zhì)量之間存在密不可分的關(guān)系，因為CDMA系統(tǒng)具有自干擾特性，系統(tǒng)中用戶數(shù)的增長將導(dǎo)致小區(qū)覆蓋范圍的減小，同時也會增大其他用戶所接收到的干擾。這種干擾特性使得第三代移動通信系統(tǒng)不能像GSM系統(tǒng)那樣將規(guī)劃分步進(jìn)行，而必須將覆蓋、容量、質(zhì)量通盤考慮，綜合規(guī)劃。
無線規(guī)劃的核心思想在于用最小的成本實現(xiàn)最大的收益。在這一點上，CDMA移動通信系統(tǒng)和GSM系統(tǒng)是一樣的，都不僅要保證目標(biāo)區(qū)域的最小場強(qiáng)覆蓋達(dá)標(biāo)，同時還要滿足業(yè)務(wù)量覆蓋要求，并且降低總體基站建設(shè)費用(包括設(shè)備采購成本和地面租賃費用)。除此之外，CDMA系統(tǒng)中還引入了軟切換的概念，它在改善網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量的同時也增加了對網(wǎng)絡(luò)資源的耗費，因而需要對全系統(tǒng)的軟切換比例進(jìn)行優(yōu)化，這進(jìn)一步增加了網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的復(fù)雜性。
為了解決這種復(fù)雜度，需要使用靜態(tài)仿真技術(shù)對CDMA無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模擬。靜態(tài)仿真技術(shù)是本發(fā)明的技術(shù)基礎(chǔ)之一，簡要說明如下①在CDMA無線網(wǎng)絡(luò)仿真中，通常采用蒙特卡羅技術(shù)實現(xiàn)，是將整個系統(tǒng)的運行行為視作多個時間片斷內(nèi)所表現(xiàn)出來的行為樣本的統(tǒng)計平均，每個時間片斷稱為一個快照，它體現(xiàn)了系統(tǒng)在短期內(nèi)相對穩(wěn)定的行為。經(jīng)過大量仿真樣本的運行，用統(tǒng)計的方法分析所有樣本內(nèi)的數(shù)據(jù)記錄，可以得到所需的關(guān)鍵性能參數(shù)的均值和方差。
②靜態(tài)仿真包含兩個循環(huán)，外部循環(huán)和內(nèi)部循環(huán)。外部循環(huán)的作用是根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)參數(shù)生成用戶分布和業(yè)務(wù)類型產(chǎn)生快照。通過多次快照的統(tǒng)計平均獲得相應(yīng)的統(tǒng)計均值；內(nèi)部循環(huán)是通過迭代算法實現(xiàn)內(nèi)環(huán)功率的控制用來保證每次快照的功率控制可以達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)即達(dá)到收斂，實際是模擬了內(nèi)環(huán)功率控制的過程。
有鑒于此，基于靜態(tài)仿真技術(shù)的規(guī)劃軟件已經(jīng)成為CDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化中的重要輔助工具。規(guī)劃軟件使用迭代算法對給定布局的網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)行仿真，工程師可以借助其仿真結(jié)果調(diào)整設(shè)計方案，從而達(dá)到最佳效果。
但是，規(guī)劃軟件進(jìn)行仿真時隱含一個重要前提需要工程師輸入網(wǎng)絡(luò)布局相關(guān)數(shù)據(jù)(主要指基站位置等信息)，隨后的仿真計算都要基于這個初始布局進(jìn)行。在實際的無線規(guī)劃中，工程師首先借助經(jīng)驗和成本等因素初選出足夠多的基站候選位置，然后再依據(jù)商用談判的結(jié)果、場強(qiáng)測試等手段挑選出合適的基站。
考慮到CDMA系統(tǒng)自干擾的特性以及待建設(shè)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模，過分依賴工程師的有限經(jīng)驗進(jìn)行基站選址必然會造成網(wǎng)絡(luò)整體質(zhì)量的損失。這實際上給規(guī)劃軟件的普及使用帶來了一定的難度。
這一問題也已經(jīng)引起一些專家的關(guān)注。文獻(xiàn)1(Chae Y.Lee，Member，IEEE，and Hyon G.Kang，Cell Planning with Capacity Expansion in MobileCommunicationsA Tabu Search Approach，IEEE TRANSACTIONS ONVEHICULAR TECHNOLOGY，VOL.49，NO.5，SEPTEMBER 2000)中公開了一種將禁忌搜索算法用于無線網(wǎng)絡(luò)候選基站位置優(yōu)選的方法。
禁忌搜索算法是本發(fā)明的另一個技術(shù)基礎(chǔ)，簡要介紹如下TS(Tabu Search，禁忌搜索)算法是一種亞啟發(fā)式搜索算法，它是對局部鄰域搜索的一種擴(kuò)展，是一種全局逐步尋優(yōu)算法。TS算法通過引入一個靈活的存儲結(jié)構(gòu)和相應(yīng)的禁忌準(zhǔn)則來避免迂回搜索，并通過藐視準(zhǔn)則來赦免一些被禁忌的優(yōu)良狀態(tài)，進(jìn)而保證多樣化的有效探索以最終實現(xiàn)全局優(yōu)化。
下面描述了禁忌搜索算法的幾個主要步驟(1)令迭代步數(shù)n＝0，禁忌表T為空，制定初始解x，并且令最優(yōu)解xb＝x；(2)從x的領(lǐng)域內(nèi)按照一定條件選擇出一定數(shù)量的解構(gòu)成候選解空間N(x)；(3)如果N(x)為空，則轉(zhuǎn)到步驟(2)；否則從N(x)中找到最優(yōu)解x′；(4)如果x′是禁忌表T中的元素，并且不滿足激活條件，則令N(x)＝N(x)-|x′|，轉(zhuǎn)到步驟(3)；否則令x＝x′；(5)如果x的性能優(yōu)于xb，則令xb＝x；(6)如果禁忌表T的長度超過規(guī)定值，則剔除最早搜索的那項；(7)將x加入禁忌表T中；(8)如果滿足終止條件，則算法結(jié)束，xb即最優(yōu)解；否則令n＝n+1，返回步驟(2)。
以下結(jié)合圖2介紹文獻(xiàn)1中使用禁忌搜索算法進(jìn)行候選基站位置優(yōu)選的基本流程，該方法包括以下步驟步驟100、開始；步驟101、讀入移動臺和候選基站的位置，分別計算每個移動臺和所有候選基站之間的路徑損耗，并按照從小到大的順序排列；步驟102、讀入各候選基站的成本(包括選點成本、設(shè)備成本和建設(shè)成本)、容量，設(shè)置禁忌搜索算法相關(guān)的參數(shù)；步驟103、激活所有的基站，并將“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”都初始化為所有基站的集合，同時，將“分散化次數(shù)”和“解的未改善次數(shù)”設(shè)置為0；步驟104、依據(jù)基站成本和剩余容量將處于激活狀態(tài)的基站排序，順序判斷該激活基站是否處于被禁忌狀態(tài)，即該基站當(dāng)前的禁忌長度是否超出迭代次數(shù)，如是，則跳過該基站繼續(xù)考察下一個，如否，則將該基站的狀態(tài)標(biāo)記為“去激活”，即刪除操作；步驟105、進(jìn)行基站的重新配置，具體為遍歷所有移動臺，即判斷是否存在超出一定門限的處于激活狀態(tài)的候選基站，如否，則將該移動臺標(biāo)記為“去激活”，如是，則繼續(xù)判斷這些基站中是否仍有至少一個基站存有剩余容量，如是，則將第一個滿足條件的基站作為該移動臺的服務(wù)基站，并將該移動臺的狀態(tài)標(biāo)記為“激活”，如否，則將該移動臺的狀態(tài)標(biāo)記為“去激活”；步驟106、當(dāng)前可行解檢查，具體為統(tǒng)計處于激活狀態(tài)的移動臺的個數(shù)，判斷是否滿足了預(yù)定義的覆蓋比例要求，如是，則將當(dāng)前處于激活狀態(tài)的所有基站組合設(shè)置為新的“當(dāng)前可行解”，同時記錄基站在所有當(dāng)前可行解中出現(xiàn)的頻次，并轉(zhuǎn)入步驟109，如否，則轉(zhuǎn)入步驟107；步驟107、依據(jù)覆蓋能力將處于去激活狀態(tài)的基站排序，覆蓋能力的定義為將某基站作為候選服務(wù)基站的移動臺數(shù)目與該基站成本的比值；順序判斷這些基站是否處于被禁忌狀態(tài)，即該基站當(dāng)前的禁忌長度是否超出迭代次數(shù)，如是，則跳過該基站繼續(xù)考察下一個，如否，則將該基站的狀態(tài)標(biāo)記為“激活”，即添加操作；步驟108、進(jìn)行基站的重新配置，具體為遍歷所有移動臺，判斷是否存在超出一定門限的處于激活狀態(tài)的候選基站，如否，則將該移動臺標(biāo)記為“去激活”，如是，則繼續(xù)判斷這些基站中是否仍有至少一個基站存有剩余容量，如是，則將第一個滿足條件的基站作為該移動臺的服務(wù)基站，并將該移動臺的狀態(tài)標(biāo)記為“激活”，如否，則將該移動臺的狀態(tài)標(biāo)記為“去激活”。
步驟109、根據(jù)總體基站成本，將“當(dāng)前可行解”同前次“當(dāng)前可行解”進(jìn)行比較，如果當(dāng)前可行解優(yōu)于前次“當(dāng)前可行解”，則用將當(dāng)前可行解設(shè)置為當(dāng)前最優(yōu)解，即更新解，同時將“解的未改善次數(shù)”清零，反之則將解的未改善次數(shù)加1；步驟110、判斷解的未改善次數(shù)是否超出預(yù)定值，如否，則轉(zhuǎn)入步驟104，如是，則轉(zhuǎn)入步驟111；步驟111、判斷分散化的最大允許次數(shù)是否溢出，如否，則轉(zhuǎn)入步驟112，如是，則轉(zhuǎn)入步驟113；
步驟112、將分散化操作次數(shù)加1，將“當(dāng)前最優(yōu)解”同前次“全局最優(yōu)解”進(jìn)行比較，如果當(dāng)前最優(yōu)解優(yōu)于前次“全局最優(yōu)解”，則將“全局最優(yōu)解”設(shè)置為當(dāng)前最優(yōu)解，并依據(jù)一定條件重新構(gòu)造初始化的“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”，將“解的未改善次數(shù)”設(shè)置為0，返回步驟104。
步驟113、結(jié)束。
文獻(xiàn)1公開的使用禁忌算法實現(xiàn)了能夠從候選基站中選擇符合條件的基站，但是該方法并沒有考慮到具體通信體制的細(xì)節(jié)，甚至對AMPS系統(tǒng)和CDMA系統(tǒng)采用了完全相同的假設(shè)和算法。因此對于CDMA技術(shù)而言，該方法就存在下述不足使用信號強(qiáng)度(絕對功率)衡量覆蓋質(zhì)量，致使覆蓋與否簡單取決于傳播模型和距離；地域上通信業(yè)務(wù)量均勻分布；基站所能承載的容量分段固定；每個移動臺只能和一個基站建立無線鏈路?？傊?，該方法忽視了CDMA系統(tǒng)的技術(shù)特征，如軟切換、軟容量等，因而無法準(zhǔn)確進(jìn)行CDMA無線網(wǎng)絡(luò)站址優(yōu)化。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于碼分多址(CDMA)制式無線通信系統(tǒng)基站候選位置的優(yōu)選方法，使對CDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃時能同時考慮到CDMA技術(shù)中容量和覆蓋的相互影響關(guān)系，精準(zhǔn)地設(shè)計CDMA網(wǎng)絡(luò)，節(jié)省系統(tǒng)資源。
本發(fā)明提供了一種于碼分多址無線網(wǎng)絡(luò)基站位置的優(yōu)選方法，該方法包括步驟，1)激活所有的基站，并將“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”都初始化為所有基站的集合，同時，將“分散化次數(shù)”和“解的未改善次數(shù)”設(shè)置為0；2)分別計算每個移動臺和所有激活基站之間的路徑損耗，并按照從小到大的順序排列，將超出一定門限的處于激活狀態(tài)的候選基站作為該移動臺的候選服務(wù)基站；3)將所有移動臺的狀態(tài)都初始化為“激活”，將所有移動臺的發(fā)射功率初始化為最小發(fā)射功率；4)計算得到此時每個處于激活狀態(tài)基站的總接收功率；
5)遍歷所有激活狀態(tài)的移動臺，針對該移動臺的所有候選服務(wù)基站，計算出移動臺以當(dāng)前發(fā)射功率到達(dá)該基站的信噪比，并進(jìn)行排序；6)針對每個處于激活狀態(tài)的移動臺，順序檢查排序的候選服務(wù)基站列表，將滿足一定條件的前三個基站定為該移動臺的激活集基站；7)依據(jù)基站成本、上行負(fù)荷和該基站對應(yīng)軟切換開銷因子的加權(quán)和，對處于激活狀態(tài)的所有基站進(jìn)行排序，依據(jù)一定條件挑選出一個基站將其狀態(tài)標(biāo)記為去激活，同時將將該基站的禁忌長度加上一定的步長；8)依次將各個移動臺的發(fā)射功率進(jìn)行功率平衡的調(diào)整，在總的功率平衡調(diào)整次數(shù)達(dá)到預(yù)定次數(shù)一半時，將發(fā)射功率已經(jīng)調(diào)整到最大、但仍然無法滿足信號質(zhì)量要求移動臺的狀態(tài)標(biāo)記為“去激活”，在下一半次數(shù)的功率調(diào)整中，不再變動這些移動臺的發(fā)射功率；9)統(tǒng)計當(dāng)前所有能夠接受網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的移動臺，即激活狀態(tài)移動臺的個數(shù)，判斷是否滿足所要求的覆蓋比例；如滿足覆蓋比例，則將當(dāng)前處于激活狀態(tài)的所有基站組合設(shè)置為新的“當(dāng)前可行解”，同時記錄基站在所有當(dāng)前可行解中出現(xiàn)的頻次，并轉(zhuǎn)入步驟10)；如不滿足覆蓋比例要求，則首先依據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)對處于去激活狀態(tài)的基站進(jìn)行排序，順序從已經(jīng)標(biāo)記為“去激活”狀態(tài)的基站里挑選出一個滿足一定條件基站來將其激活，并將其禁忌長度加上一定的步長，遍歷所有激活狀態(tài)的移動臺，分別計算每個移動臺和所有激活基站之間的路徑損耗，并按照從小到大的順序排列，將超出一定門限的處于激活狀態(tài)的候選基站作為該移動臺的候選服務(wù)基站；針對各移動臺的所有候選服務(wù)基站，分別計算出移動臺以當(dāng)前發(fā)射功率到達(dá)該基站的信噪比，并進(jìn)行排序，順序檢查排序的基站列表，將滿足步驟6)中同樣條件的前三個基站定為該移動臺的激活集基站，轉(zhuǎn)入步驟8)；10)根據(jù)基站成本和軟切換開銷因子的加權(quán)值，將“當(dāng)前可行解”同前次“當(dāng)前可行解”進(jìn)行比較，如果當(dāng)前可行解優(yōu)于前次“當(dāng)前可行解”，則用將當(dāng)前可行解設(shè)置為當(dāng)前最優(yōu)解，同時將“解的未改善次數(shù)”清零，反之則將“解的未改善次數(shù)”加1；11)如果“解的未改善次數(shù)”未超出預(yù)定值，則轉(zhuǎn)入步驟7)；如果解的未改善次數(shù)超出預(yù)定值，則判斷“分散化操作次數(shù)”是否超出預(yù)定值如是，則結(jié)束；如否，則將分散化操作次數(shù)加1，將“當(dāng)前最優(yōu)解”同前次“全局最優(yōu)解”進(jìn)行比較，如果當(dāng)前最優(yōu)解優(yōu)于前次“全局最優(yōu)解”，則將“全局最優(yōu)解”設(shè)置為當(dāng)前最優(yōu)解；12)依據(jù)一定條件重新構(gòu)造初始化的“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”，將“解的未改善次數(shù)”設(shè)置為0；并返回步驟2)。
本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種基于CDMA體制無線通信系統(tǒng)，將大區(qū)域轉(zhuǎn)化為多個小區(qū)域的基站候選位置的優(yōu)選方法，該方法包括步驟1)將待規(guī)劃區(qū)域劃分成多個子區(qū)域，并在各子區(qū)域相鄰界線處兩側(cè)各向外延伸出一定區(qū)域作為“交迭區(qū)域”，標(biāo)記所有處于交迭區(qū)域內(nèi)的候選基站；2)隨機(jī)選擇一個未曾計算過的子區(qū)域，作為本子區(qū)域；3)針對本子區(qū)域，考慮位于其交迭區(qū)域但事實上并不位于其內(nèi)的候選基站，將那些未曾參與計算的基站的底噪抬高一定水平，依據(jù)一定準(zhǔn)則處理交迭區(qū)域的候選基站；4)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，激活所有的基站，并將本子區(qū)域的“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”都初始化為這些基站的集合，同時，將本子區(qū)域“分散化次數(shù)”和“解的未改善次數(shù)”設(shè)置為0；5)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，分別計算每個移動臺和所有激活基站之間的路徑損耗，并按照從小到大的順序排列，將超出一定門限的處于激活狀態(tài)的候選基站作為該移動臺的候選服務(wù)基站；6)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，將所有移動臺的狀態(tài)都初始化為“激活”，將所有移動臺的發(fā)射功率初始化為最小發(fā)射功率；7)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，計算得到此時每個處于激活狀態(tài)基站的總接收功率；8)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，遍歷所有激活狀態(tài)的移動臺，針對該移動臺的所有候選服務(wù)基站，計算出移動臺以當(dāng)前發(fā)射功率到達(dá)該基站的信噪比，并進(jìn)行排序；9)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，針對每個處于激活狀態(tài)的移動臺，順序檢查排序的候選服務(wù)基站列表，將滿足一定條件的前三個基站定為該移動臺的激活集基站；10)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，依據(jù)基站成本、上行負(fù)荷和該基站對應(yīng)軟切換開銷因子的加權(quán)和，對處于激活狀態(tài)的所有基站進(jìn)行排序，依據(jù)一定條件挑選出一個基站將其狀態(tài)標(biāo)記為去激活；11)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，依次將各個移動臺的發(fā)射功率進(jìn)行功率平衡的調(diào)整，在總的功率平衡調(diào)整次數(shù)達(dá)到預(yù)定次數(shù)一半時，將發(fā)射功率已經(jīng)調(diào)整到最大、但仍然無法滿足信號質(zhì)量要求移動臺的狀態(tài)標(biāo)記為“去激活”，在下一半次數(shù)的功率調(diào)整中，不再變動這些移動臺的發(fā)射功率；12)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，統(tǒng)計所有能夠接受網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的移動臺，即激活狀態(tài)移動臺的個數(shù)，判斷是否滿足所要求的覆蓋比例；如滿足覆蓋比例，則將當(dāng)前處于激活狀態(tài)的所有基站組合設(shè)置為本子區(qū)域新的“當(dāng)前可行解”，同時記錄基站在所有當(dāng)前可行解中出現(xiàn)的頻次，并轉(zhuǎn)入步驟13)；如不滿足覆蓋比例要求，則首先依據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)對處于去激活狀態(tài)的基站進(jìn)行排序，順序從已經(jīng)標(biāo)記為“去激活”狀態(tài)的基站里挑選出一個滿足一定條件基站來將其激活，遍歷所有激活狀態(tài)的移動臺，分別計算每個移動臺和所有激活基站之間的路徑損耗，并按照從小到大的順序排列，將超出一定門限的處于激活狀態(tài)的候選基站作為該移動臺的候選服務(wù)基站；針對各移動臺的所有候選服務(wù)基站，分別計算出移動臺以當(dāng)前發(fā)射功率到達(dá)該基站的信噪比，并進(jìn)行排序，順序檢查排序的基站列表，將滿足步驟9)中同樣條件的前三個基站定為該移動臺的激活集基站，轉(zhuǎn)入步驟11)；13)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，根據(jù)基站成本和軟切換開銷因子的加權(quán)值，將本子區(qū)域“當(dāng)前可行解”同前次“當(dāng)前可行解”進(jìn)行比較，如果當(dāng)前可行解優(yōu)于前次“當(dāng)前可行解”，則將當(dāng)前可行解設(shè)置為本子區(qū)域當(dāng)前最優(yōu)解，同時將本子區(qū)域“解的未改善次數(shù)”清零，反之則將本子區(qū)域“解的未改善次數(shù)”加1；14)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，如果“解的未改善次數(shù)”未超出預(yù)定值，則轉(zhuǎn)入步驟10)；如果解的未改善次數(shù)超出預(yù)定值，則判斷“分散化操作次數(shù)”是否超出預(yù)定值如是，則轉(zhuǎn)入步驟15)；如否，則將分散化操作次數(shù)加1，記錄標(biāo)記為“交叉區(qū)待激活”的基站的負(fù)荷，將“當(dāng)前最優(yōu)解”同前次“全局最優(yōu)解”進(jìn)行比較，如果當(dāng)前最優(yōu)解優(yōu)于前次“全局最優(yōu)解”，則將“全局最優(yōu)解”設(shè)置為當(dāng)前最優(yōu)解；15)判斷是否所有子區(qū)域都計算完畢，如是，則加總所有子區(qū)域的全局最優(yōu)解，作為整個區(qū)域的全局最優(yōu)解輸出，結(jié)束；如否，則當(dāng)滿足一定準(zhǔn)則時將位于本子區(qū)域內(nèi)交迭區(qū)域中的“交迭區(qū)待激活”基站從全局最優(yōu)解中刪除，同時將“分散化操作次數(shù)”減1，轉(zhuǎn)入步驟17)，如果此一定準(zhǔn)則不滿足則轉(zhuǎn)入16)。
16)選擇與上一個子區(qū)域相鄰的新的子區(qū)域，將交迭區(qū)域進(jìn)入全局最優(yōu)解的基站的負(fù)荷信息傳給新的子區(qū)域。
17)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，依據(jù)一定條件重新構(gòu)造初始化的“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”，將“解的未改善次數(shù)”設(shè)置為0；返回步驟3)。
由上述方案可以看出本發(fā)明將禁忌搜索算法同靜態(tài)仿真技術(shù)相結(jié)合，提出了一種新的禁忌搜索方法；本發(fā)明還提出了一種區(qū)域“交迭”技術(shù)，該方法有效處理了計算量問題，適合網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的實際情況；本發(fā)明所提出的方法可以作為單獨的模塊集成進(jìn)CDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件，利于規(guī)劃軟件的進(jìn)一步推廣。


圖1所示為文獻(xiàn)1中使用禁忌搜索算法進(jìn)行候選基站位置優(yōu)選的基本流程；圖2所示為本發(fā)明提出的結(jié)合區(qū)域分割技術(shù)的候選站址優(yōu)化基本流程；圖3所示為本發(fā)明所使用的引入靜態(tài)仿真技術(shù)的禁忌搜索候選基站選址優(yōu)化流程；圖4所示為本發(fā)明實施例的候選基站分布示意圖；圖5所示為對圖4實施區(qū)域分割方法示意圖；圖6所示為二次功率平衡的示意圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖2和附圖3，描述本發(fā)明的技術(shù)方案的具體流程。
首先參照圖2，簡要描述根據(jù)本發(fā)明將大區(qū)域分割成多個小區(qū)域進(jìn)行優(yōu)化選址的方法。該方法包括步驟步驟200，開始；步驟201，將待規(guī)劃區(qū)域劃分成多個子區(qū)域，并在各子區(qū)域相鄰界線處兩側(cè)各向外延伸出一定區(qū)域作為“交迭區(qū)域”；步驟202，依據(jù)一定原則標(biāo)記所有處于交迭區(qū)域內(nèi)的候選基站；該一定原則為(1)如某一子區(qū)域的鄰區(qū)全部都未曾判斷，對屬鄰區(qū)的交叉區(qū)域內(nèi)候選基站做如下處理低噪抬升αdB。然后進(jìn)行一般性搜索。如交叉區(qū)域有基站在最優(yōu)解中，則已方交叉區(qū)域中最優(yōu)解基站直接標(biāo)記為“交叉區(qū)已激活”，；鄰區(qū)交叉區(qū)域最優(yōu)解中基站以其負(fù)荷為準(zhǔn)則進(jìn)行第二次判斷，如其負(fù)荷超過一定標(biāo)準(zhǔn)，則標(biāo)記為“交叉區(qū)已激活”，反之記為“交叉區(qū)待激活”；(2)如計算某一子區(qū)域時已有鄰區(qū)計算過，對于標(biāo)記為“交叉區(qū)已激活”的基站，則讓其直接進(jìn)入最優(yōu)解，即不再進(jìn)行增刪操作；“交叉區(qū)待激活”基站也進(jìn)入最優(yōu)解參與運算，如所有離散化輪次中其平均負(fù)荷小于，則取消其候選基站資格，將其標(biāo)記為“作廢基站”，重新進(jìn)行計算。
步驟203，順序選擇一個未曾計算過的子區(qū)域，作為本子區(qū)域，針對本子區(qū)域，考慮位于其交迭區(qū)域但事實上并不位于其內(nèi)的候選基站，將那些未曾參與計算的基站的底噪抬高一定水平，依據(jù)一定準(zhǔn)則處理交迭區(qū)域的候選基站，在單個子區(qū)域內(nèi)實施改進(jìn)后的禁忌搜索算法；步驟204，將已經(jīng)計算過的子區(qū)域結(jié)果中有關(guān)交迭區(qū)域候選基站的底噪抬升信息匯總并傳遞給下一個未計算區(qū)域；步驟205，判斷是否所有的子區(qū)域都已處理完畢，如否，則轉(zhuǎn)入步驟202，如是，則轉(zhuǎn)入步驟205；步驟206，將所有子區(qū)域的全局最優(yōu)解合并，作為整個待規(guī)劃區(qū)域的全局最優(yōu)解輸出；步驟207，結(jié)束。
上述區(qū)域分割方法中步驟203為在單個子區(qū)域(小區(qū)域)內(nèi)進(jìn)行優(yōu)化選址，下面參照圖3說明本發(fā)明的引入靜態(tài)仿真技術(shù)的禁忌搜索候選站址優(yōu)化流程。該流程包括步驟
步驟300，開始；步驟301、讀入移動臺和候選基站的位置，分別計算每個移動臺和所有候選基站之間的路徑損耗，并按照從小到大的順序排列，將超出一定門限的處于激活狀態(tài)的候選基站作為該移動臺的候選服務(wù)基站；其中的一定門限可以為移動臺的接收靈敏度；步驟302，讀入各候選基站的成本(包括選點成本、設(shè)備成本和建設(shè)成本)、容量，設(shè)置靜態(tài)仿真和禁忌搜索算法相關(guān)的參數(shù)；步驟303，激活所有的基站，并將“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”都初始化為所有基站的集合，同時，將“分散化次數(shù)”和“解的未改善次數(shù)”設(shè)置為0；步驟304，將所有移動臺的狀態(tài)都初始化為“激活”、發(fā)射功率都初始化為最小發(fā)射功率，計算得到此時每個處于激活狀態(tài)基站的總接收功率，遍歷所有激活狀態(tài)的移動臺，針對該移動臺的所有候選服務(wù)基站，計算出移動臺以當(dāng)前發(fā)射功率到達(dá)該基站的信噪比，并進(jìn)行排序，將滿足一定條件的前三個基站定為該移動臺的激活集基站；步驟305，依據(jù)基站成本、上行負(fù)荷和該基站對應(yīng)軟切換開銷因子的加權(quán)和，對處于激活狀態(tài)的所有基站進(jìn)行排序，依據(jù)一定條件挑選出一個基站將其狀態(tài)標(biāo)記為去激活，同時將將該基站的禁忌長度加上一定的步長；步驟306，依次將各個移動臺的發(fā)射功率進(jìn)行功率平衡的調(diào)整，在總的功率平衡調(diào)整次數(shù)達(dá)到預(yù)定次數(shù)一半時，將發(fā)射功率已經(jīng)調(diào)整到最大、但仍然無法滿足信號質(zhì)量要求移動臺的狀態(tài)標(biāo)記為“去激活”，在下一半次數(shù)的功率調(diào)整中，不再變動這些移動臺的發(fā)射功率；步驟307，統(tǒng)計當(dāng)前所有能夠接受網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的移動臺數(shù)目，即激活狀態(tài)移動臺的個數(shù)，判斷是否滿足所要求的覆蓋比例，如否，則轉(zhuǎn)入步驟308，如是，則轉(zhuǎn)入步驟309；步驟308，依據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)對處于去激活狀態(tài)的基站進(jìn)行排序，順序從已經(jīng)標(biāo)記為“去激活”狀態(tài)的基站里挑選出一個滿足一定條件基站來將其激活，遍歷所有激活狀態(tài)的移動臺，分別計算每個移動臺和所有激活基站之間的路徑損耗，并按照從小到大的順序排列，將超出一定門限的處于激活狀態(tài)的候選基站作為該移動臺的候選服務(wù)基站，針對各移動臺的所有候選服務(wù)基站，分別計算出移動臺以當(dāng)前發(fā)射功率到達(dá)該基站的信噪比，并進(jìn)行排序，順序檢查排序的基站列表，將滿足步驟304中同樣條件的前三個基站定為該移動臺的激活集基站，轉(zhuǎn)入步驟304；步驟309，根據(jù)基站成本和軟切換開銷因子的加權(quán)值，將“當(dāng)前可行解”同前次“當(dāng)前可行解”進(jìn)行比較，如果當(dāng)前可行解優(yōu)于前次“當(dāng)前可行解”，則用將當(dāng)前可行解設(shè)置為當(dāng)前最優(yōu)解，同時將“解的未改善次數(shù)”清零，反之則將“解的未改善次數(shù)”加1；步驟310，判斷解的未改善次數(shù)是否超出預(yù)定值，如否，則轉(zhuǎn)入步驟305，如是，則轉(zhuǎn)入步驟311；步驟311，判斷分散化的最大允許次數(shù)是否超出預(yù)定值，如否，則轉(zhuǎn)入步驟312，如是，則轉(zhuǎn)入步驟313；步驟312，依據(jù)一定條件重新構(gòu)造初始化的“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”，將“解的未改善次數(shù)”設(shè)置為0，并返回步驟305。
步驟313，結(jié)束。
步驟302中靜態(tài)仿真和禁忌搜索算法相關(guān)的參數(shù)進(jìn)一步包括功率平衡次數(shù)、底噪、激活集門限(靈敏度)、SNR目標(biāo)值、移動臺最大發(fā)射功率、移動臺最小發(fā)射功率、基站底噪抬升和已激活基站的禁忌步長、“刪除”操作禁忌步長、最大允許分散化次數(shù)、最大允許非改善次數(shù)；步驟303中“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”進(jìn)一步說明說明如下①、“當(dāng)前可行解”和“當(dāng)前最優(yōu)解”是為了判斷計數(shù)器“最大允許非改善次數(shù)”是否溢出而設(shè)置的。通過不停地添加基站，我們總能獲得一個滿足預(yù)定義覆蓋條件的可行解，每得到一個可行解，我們就把叫做“當(dāng)前可行解”。
②、“當(dāng)前最優(yōu)解”記錄著迄今為止最好的“當(dāng)前可行解”，每產(chǎn)生一個“當(dāng)前可行解”，我們就把它跟“當(dāng)前最優(yōu)解”比較一下，如果優(yōu)于后者，就用前者代替后者，并且“最大允許非改善次數(shù)”清零，反之“最大允許非改善次數(shù)”加一?？梢钥闯觥爱?dāng)前最優(yōu)解”實質(zhì)上記錄著本輪操作的最優(yōu)解，而“當(dāng)前最優(yōu)解”則是每一個可以滿足覆蓋條件的解。
③、“全局最優(yōu)解”和計數(shù)器“最大允許分散化次數(shù)”有關(guān)。為了避免搜索陷入局部最優(yōu)，我們使用分散化的操作重新構(gòu)造初始解，旨在從解空間內(nèi)新的位置起搜索。分散化操作的次數(shù)越大，當(dāng)然越有助于我們找到全局最優(yōu)解。限于時間因素，我們設(shè)置了參數(shù)“最大允許分散化次數(shù)”?！白畲笤试S非改善次數(shù)”每溢出一次，我們就重新進(jìn)行一次分散化，本輪分散化操作所得到“當(dāng)前最優(yōu)解”將同“全局最優(yōu)解”比較，如果“當(dāng)前最優(yōu)解”優(yōu)于“全局最優(yōu)解”，將用后者更新前者。可以看出，“當(dāng)前最優(yōu)解”實質(zhì)上記錄著一輪分散化操作的最優(yōu)解，而“全局最優(yōu)解”則是所有輪次“當(dāng)前最優(yōu)解”中最好的。
步驟304中的一定條件進(jìn)一步指以下兩個條件的交集文獻(xiàn)2(3GPP TS25.942，RF System Scenarios)中規(guī)定的SNR目標(biāo)值加上一定的偏移量；基站此時的底噪抬升低于一門限值。
步驟305中所述的一定條件進(jìn)一步指該基站不處于被禁忌狀態(tài)，即當(dāng)前步驟刪除基站操作已經(jīng)距離上一次刪除操作或添加操作相隔一定的步長，此處步長使用迭代次數(shù)衡量，一次迭代指通過添加操作獲得一個當(dāng)前可行解的過程；如所有激活基站均處于禁忌狀態(tài)，則選擇距脫離禁忌狀態(tài)最近的基站去激活。
步驟308中的一定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步指基站的覆蓋能力，即將該基站作為候選服務(wù)基站的移動臺數(shù)目與該基站的建設(shè)成本之比。
步驟308中的一定條件進(jìn)一步指該基站不處于被禁忌狀態(tài)，即該基站當(dāng)前的禁忌長度是否超出迭代次數(shù)。
步驟312中的一定條件進(jìn)一步指依次優(yōu)先選擇在以往當(dāng)前可行解中出現(xiàn)頻次較低的基站激活，然后進(jìn)行功率平衡，判斷是否滿足覆蓋條件，如滿足，則將“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”賦值為當(dāng)前所有激活基站的組合；如否，則繼續(xù)順次激活其余基站。
下面結(jié)合圖4通過本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)、直觀的介紹。
圖4是現(xiàn)實中無線網(wǎng)絡(luò)選址優(yōu)化的一個簡化實例，假設(shè)這是一個3千米×3千米的區(qū)域，分布有若干候選基站和若干移動臺(菱形圖標(biāo)“◇”表示區(qū)域內(nèi)移動臺的位置，圓圈圖標(biāo)“○”表示候選基站的位置)。其中，候選基站和移動臺的分布都是非均勻的，每個基站的建設(shè)成本(包括選點談判成本、設(shè)備成本和施工成本等)都簡化為1，此時可行解的總成本簡化為可行解中基站個數(shù)。
目標(biāo)在于從全體候選基站中篩選全部或一部分，形成一個優(yōu)化后的方案，該方案應(yīng)當(dāng)滿足1)網(wǎng)絡(luò)覆蓋比例上的最低要求，即至少有一定比例的移動臺所接受到的最強(qiáng)信干比達(dá)到一定要求；2)整個問題區(qū)域內(nèi)軟切換開銷因子盡量接近一個預(yù)定值，即軟切換開銷因子；3)每個基站的負(fù)荷盡量接近一個預(yù)定值，即上行負(fù)荷因子。
以下參照圖4直觀地描述本發(fā)明一實施例的具體步驟首先，將圖4中的大區(qū)域分割成3Km×3Km的四個子區(qū)域，如圖5所示，其中虛線所包含的區(qū)域即為交迭區(qū)域，從子區(qū)域1開始實施計算，其中共有{M1/M2/M3/M4/M5/M6/M7/M8}8個移動臺和{B1/B2/B3/B4/B5/B6/B7}7個候選基站，{B4/B5/B6/B7}為其周邊交迭區(qū)域內(nèi)候選基站，將{B6}的底噪抬升αdB；然后，針對子區(qū)域1，按照上述流程實施本發(fā)明的基站優(yōu)選算法，步驟301，計算得到表1所示子區(qū)域1的路徑損耗矩陣，其中斜體部分為移動臺對應(yīng)的候選服務(wù)基站；表1子區(qū)域1的路徑損耗矩陣

步驟302，初始化相關(guān)參數(shù)，如表2所示，本方法實施時需要使用者事先提供，其中“網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)”行總結(jié)了跟網(wǎng)絡(luò)規(guī)模相關(guān)的數(shù)據(jù)，“目標(biāo)函數(shù)相關(guān)”是使用者所定義的優(yōu)化方案應(yīng)當(dāng)滿足的最低要求，“禁忌搜索算法相關(guān)”和“靜態(tài)仿真相關(guān)”分別是禁忌搜索算法和靜態(tài)仿真算法用到的“關(guān)鍵”參數(shù)或常量。其中“關(guān)鍵”的含義進(jìn)一步說明如下禁忌搜索算法和靜態(tài)仿真算法涉及到一些人為給定的參數(shù)，其中最影響計算速度和準(zhǔn)確性的列了出來。本方法建議把區(qū)域分成適度大小的子區(qū)域(3Km×3Km)，我們使用了多個樣本區(qū)域、多次計算，從統(tǒng)計的意義上，給出了這些參數(shù)的推薦取值。“靜態(tài)仿真相關(guān)”的后5個參數(shù)是業(yè)界公認(rèn)仿真假設(shè)，列出的原因是它們影響仿真的準(zhǔn)確性，也便于將結(jié)果跟他人比較；表2相關(guān)參數(shù)取值

步驟303，激活子區(qū)域1內(nèi)所有的候選基站{B1/B2/B3/B4/B5/B6/B7}，并將“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”都初始化為所有基站的集合{B1/B2/B3/B4/B5/B6/B7}，同時，將“分散化次數(shù)”和“解的未改善次數(shù)”設(shè)置為0；步驟304，將所有移動臺的狀態(tài)都初始化為“激活”，即該移動臺的接收信號足夠好能夠接收網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；將所有移動臺的發(fā)射功率初始化為最小發(fā)射功率；然后，計算得到此時每個處于激活狀態(tài)基站的總接收功率；遍歷所有激活狀態(tài)的移動臺，針對該移動臺的所有候選服務(wù)基站，計算出移動臺以當(dāng)前發(fā)射功率到達(dá)該基站的信噪比，并進(jìn)行排序；針對每個處于激活狀態(tài)的移動臺，順序檢查排序的候選服務(wù)基站列表，將滿足一定條件的前三個基站定為該移動臺的激活集基站；步驟305，依據(jù)基站成本、上行負(fù)荷和該基站對應(yīng)軟切換開銷因子的加權(quán)和，對處于激活狀態(tài)的所有基站進(jìn)行排序，其中上行負(fù)荷使用底噪抬升折算得到，二者對應(yīng)關(guān)系參見表2。
基站對應(yīng)的軟切換開銷因子定義如下統(tǒng)計由該基站作為主服務(wù)小區(qū)(信干比最大)的TDA，其所耗用的無線鏈路數(shù)目之和與TDA總數(shù)之比，該值減去1后即為軟切換開銷因子，取值范圍在
。
表3底噪抬升與上行負(fù)荷的對應(yīng)關(guān)系

依據(jù)一定條件挑選出一個基站將其狀態(tài)標(biāo)記為去激活，即刪除操作，該步驟默認(rèn)所有基站都激活時，肯定可以滿足覆蓋比例。
假設(shè)刪除{B4}，即將標(biāo)記為去激活，其禁忌長度增長為0+4＝4；步驟306，同步驟304；步驟307，所謂“功率平衡”即依次調(diào)整各個移動臺的發(fā)射功率，盡量把所有移動臺的發(fā)射功率調(diào)整到一個合適的水平，使得既能滿足信號質(zhì)量要求，又不浪費功率資源。此處所謂“二次”指的是功率平衡的前一半次數(shù)的迭代是要找出那些所處環(huán)境極端惡劣，發(fā)射功率已經(jīng)調(diào)整到最大，但仍然無法滿足信號質(zhì)量要求的移動臺，將它們的狀態(tài)標(biāo)記為“去激活”，在以后的功率調(diào)整中，不再調(diào)整這些移動臺的發(fā)射功率。該判斷和標(biāo)記動作是在總體功率平衡次數(shù)的一半時進(jìn)行的。功率平衡的次數(shù)是一個關(guān)鍵參數(shù)(極端影響速度)，我們從統(tǒng)計意義上給出了建議值(參見表1)。圖6示意的是功率調(diào)整一共進(jìn)行20次，在一半時將負(fù)荷上述要求移動臺的狀態(tài)標(biāo)記為“去激活”，然后在后一半的功率平衡迭代中就不再予以考慮，即認(rèn)為其不發(fā)射功率，也無法接受網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)。
步驟308，統(tǒng)計當(dāng)前所有能夠接受網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的移動臺，判斷是否滿足所要求的覆蓋比例，此例中，刪除{B4}后得到{B1/B2/B3/B5/B6/B7}，經(jīng)檢驗可行，轉(zhuǎn)入步驟310；
步驟310，更新當(dāng)前最優(yōu)解，即{B1/B2/B3/B5/B6/B7}，隨即轉(zhuǎn)入步驟311；步驟311判斷當(dāng)前最優(yōu)解({B1/B2/B3/B5/B6/B7})與上次最優(yōu)解({B1/B2/B3/B4/B5/B6/B7})的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)解有改善(總成本6＜7)，因而解的未改善次數(shù)為0，轉(zhuǎn)入步驟305；步驟305，按照上述原則對當(dāng)前處于激活狀態(tài)的基站({B1/B2/B3/B5/B6/B7})進(jìn)行排序，假設(shè)此步挑選出基站{B2}，則將其狀態(tài)標(biāo)記為去激活，同時將其禁忌長度設(shè)置為5，(當(dāng)前迭代次數(shù)+已激活基站的禁忌步長)＝1+4＝5；重復(fù)步驟306；重復(fù)步驟307；重復(fù)步驟308，此時處于激活狀態(tài)的基站集合為{B1/B3/B5/B6/B7}，假設(shè)通過逐一檢查移動臺狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)處于激活狀態(tài)的移動臺不足總數(shù)的90％，即覆蓋率不足預(yù)定義的90％(表2)，則轉(zhuǎn)入步驟309；重復(fù)步驟309，{B2/B4}為去激活基站列表，使用覆蓋能力衡量后，假設(shè)B2應(yīng)當(dāng)被激活，但此時{B2/B4}均處于被禁忌狀態(tài)，可以依據(jù)赦免準(zhǔn)則激活某個基站。此時應(yīng)當(dāng)是B4，因為(4-1＜5-1)，那么處于激活狀態(tài)的基站集合將是為{B1/B3/B4/B5/B6/B7}；重復(fù)步驟306、步驟307和步驟308，假設(shè)步驟308的結(jié)果為不可行，進(jìn)入步驟309；步驟309、此時的去激活基站列表為{B2}，使用覆蓋能力衡量后，B2應(yīng)當(dāng)被激活，但此時{B2}處于被禁忌狀態(tài)，可以依據(jù)赦免準(zhǔn)則激活B2，此時處于激活狀態(tài)的基站集合為{B1/B2/B3/B4/B5/B6/B7}；重復(fù)步驟306、步驟307和步驟308，假設(shè)結(jié)果為可行，此時可行解為{B1/B2/B3/B4/B5/B6/B7}，進(jìn)入步驟310；重復(fù)步驟305、步驟306、步驟307、步驟308、步驟309、步驟310和步驟311循環(huán)操作，直至“解的未改善次數(shù)”超出預(yù)定值(15)，見表4第11行，則轉(zhuǎn)入步驟312；步驟312、此時分散化次數(shù)為1，小于預(yù)定值(5)，轉(zhuǎn)入步驟313，實施分散化操作；
步驟313、構(gòu)造新的初始解{B2/B3/B4/B5/B7}，挑選原則為依次優(yōu)先選擇在以往當(dāng)前可行解中出現(xiàn)頻次較低的基站激活，然后進(jìn)行功率平衡，判斷是否滿足覆蓋條件，如滿足，則將“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”賦值為當(dāng)前所有激活基站的組合；如否，則繼續(xù)順次激活其余基站。
重復(fù)步驟305、步驟306、步驟307、步驟308、步驟309、步驟310、步驟311和步驟312的循環(huán)，直至分散化次數(shù)達(dá)到5且解的未改善次數(shù)達(dá)到15(見表4最后一行)，得到子區(qū)域1的全局最優(yōu)解為{B2/B3/B5/B6}。
表4子區(qū)域1的禁忌搜索算法示意

迄今，子區(qū)域1已經(jīng)計算完畢，其全局最優(yōu)解為{B2/B3/B5/B6}，其中，B586處于交迭區(qū)域，對其進(jìn)行處理B5的底噪抬升超過一定標(biāo)準(zhǔn)L1，其底噪抬升信息傳到后續(xù)子區(qū)域的計算中，B6位于臨近自身的交迭區(qū)域，算作一般性基站，直接進(jìn)入整個區(qū)域的全局最優(yōu)解；
接著，順次計算子區(qū)域2、子區(qū)域3和子區(qū)域4，具體操作同對子區(qū)域1的處理；然后，假設(shè)得到其他三個子區(qū)域的全局最優(yōu)解分別為子區(qū)域2{B8/B9/B10}、子區(qū)域3{B11/B12/B13}、子區(qū)域4{B14}，合并4個子區(qū)域的全局最優(yōu)解，作為整個區(qū)域的全局最優(yōu)解輸出，即{B2/B3/B5/B6/B8/B9/B10/B11/B12/B13/B14}。
綜上所述，本發(fā)明的區(qū)域分割方法和各區(qū)域基站的優(yōu)選方法相結(jié)合，能夠更加準(zhǔn)確地得到優(yōu)選基站的所有集合。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。例如，1、本發(fā)明所提出區(qū)域分割的基本單位為3Km×3Km，這是基于大量實際情況給出的最優(yōu)建議，具體子區(qū)域規(guī)模還可以依據(jù)計算條件進(jìn)行調(diào)整，同樣適用于表2中所列出的其他標(biāo)記為“統(tǒng)計得出的建議值”的其他參數(shù)；2、含接納控制的功率平衡目的在于及早剔除傳播環(huán)境特別惡劣的移動臺，避免對結(jié)果造成太大影響，其具體實施方式
可以視問題規(guī)模具體改變；3、本發(fā)明提出將大規(guī)模區(qū)域進(jìn)行分割，通過標(biāo)記交迭區(qū)域內(nèi)基站的屬性來近似全網(wǎng)對某一子區(qū)域的影響，這一技術(shù)同樣適用于AMPS/GSM等系統(tǒng)的候選基站站址優(yōu)選問題。
權(quán)利要求
1.一種于碼分多址無線網(wǎng)絡(luò)基站位置的優(yōu)選方法，該方法包括步驟，1)激活所有的基站，并將“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”都初始化為所有基站的集合，同時，將“分散化次數(shù)”和“解的未改善次數(shù)”設(shè)置為0；2)分別計算每個移動臺和所有激活基站之間的路徑損耗，并按照從小到大的順序排列，將超出一定門限的處于激活狀態(tài)的候選基站作為該移動臺的候選服務(wù)基站；3)將所有移動臺的狀態(tài)都初始化為“激活”，將所有移動臺的發(fā)射功率初始化為最小發(fā)射功率；4)計算得到此時每個處于激活狀態(tài)基站的總接收功率；5)遍歷所有激活狀態(tài)的移動臺，針對該移動臺的所有候選服務(wù)基站，計算出移動臺以當(dāng)前發(fā)射功率到達(dá)該基站的信噪比，并進(jìn)行排序；6)針對每個處于激活狀態(tài)的移動臺，順序檢查排序的候選服務(wù)基站列表，將滿足一定條件的前三個基站定為該移動臺的激活集基站；7)依據(jù)基站成本、上行負(fù)荷和該基站對應(yīng)軟切換開銷因子的加權(quán)和，對處于激活狀態(tài)的所有基站進(jìn)行排序，依據(jù)一定條件挑選出一個基站將其狀態(tài)標(biāo)記為去激活，同時將將該基站的禁忌長度加上一定的步長；8)依次將各個移動臺的發(fā)射功率進(jìn)行功率平衡的調(diào)整，在總的功率平衡調(diào)整次數(shù)達(dá)到預(yù)定次數(shù)一半時，將發(fā)射功率已經(jīng)調(diào)整到最大、但仍然無法滿足信號質(zhì)量要求移動臺的狀態(tài)標(biāo)記為“去激活”，在下一半次數(shù)的功率調(diào)整中，不再變動這些移動臺的發(fā)射功率；9)統(tǒng)計當(dāng)前所有能夠接受網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的移動臺，即激活狀態(tài)移動臺的個數(shù)，判斷是否滿足所要求的覆蓋比例；如滿足覆蓋比例，則將當(dāng)前處于激活狀態(tài)的所有基站組合設(shè)置為新的“當(dāng)前可行解”，同時記錄基站在所有當(dāng)前可行解中出現(xiàn)的頻次，并轉(zhuǎn)入步驟10)；如不滿足覆蓋比例要求，則首先依據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)對處于去激活狀態(tài)的基站進(jìn)行排序，順序從已經(jīng)標(biāo)記為“去激活”狀態(tài)的基站里挑選出一個滿足一定條件基站來將其激活，并將其禁忌長度加上一定的步長，遍歷所有激活狀態(tài)的移動臺，分別計算每個移動臺和所有激活基站之間的路徑損耗，并按照從小到大的順序排列，將超出一定門限的處于激活狀態(tài)的候選基站作為該移動臺的候選服務(wù)基站；針對各移動臺的所有候選服務(wù)基站，分別計算出移動臺以當(dāng)前發(fā)射功率到達(dá)該基站的信噪比，并進(jìn)行排序，順序檢查排序的基站列表，將滿足步驟6)中同樣條件的前三個基站定為該移動臺的激活集基站，轉(zhuǎn)入步驟8)；10)根據(jù)基站成本和軟切換開銷因子的加權(quán)值，將“當(dāng)前可行解”同前次“當(dāng)前可行解”進(jìn)行比較，如果當(dāng)前可行解優(yōu)于前次“當(dāng)前可行解”，則用將當(dāng)前可行解設(shè)置為當(dāng)前最優(yōu)解，同時將“解的未改善次數(shù)”清零，反之則將“解的未改善次數(shù)”加1；11)如果“解的未改善次數(shù)”未超出預(yù)定值，則轉(zhuǎn)入步驟7)；如果解的未改善次數(shù)超出預(yù)定值，則判斷“分散化操作次數(shù)”是否超出預(yù)定值如是，則結(jié)束；如否，則將分散化操作次數(shù)加1，將“當(dāng)前最優(yōu)解”同前次“全局最優(yōu)解”進(jìn)行比較，如果當(dāng)前最優(yōu)解優(yōu)于前次“全局最優(yōu)解”，則將“全局最優(yōu)解”設(shè)置為當(dāng)前最優(yōu)解；12)依據(jù)一定條件重新構(gòu)造初始化的“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”，將“解的未改善次數(shù)”設(shè)置為0；并返回步驟2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟6)中所述的一定條件為基站此時的底噪抬升低于一門限值，并且移動臺以當(dāng)前發(fā)射功率到達(dá)該基站的信噪比達(dá)到一門限值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟7)中所述的一定條件為該基站不處于被禁忌狀態(tài)，即當(dāng)前步驟刪除基站操作已經(jīng)距離上一次刪除操作或添加操作相隔一定的步長，此處步長使用迭代次數(shù)衡量，一次迭代指通過添加操作獲得一個當(dāng)前可行解的過程；如所有激活基站均處于禁忌狀態(tài)，則選擇距脫離禁忌狀態(tài)最近的基站去激活。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟9)中所述的一定標(biāo)準(zhǔn)為覆蓋能力。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟9)中所述的一定條件為該基站不處于被禁忌狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟9)中若所有去激活基站均處于禁忌狀態(tài)，則選擇距脫離禁忌狀態(tài)最近的基站激活。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟12)中所述的一定條件為依次優(yōu)先選擇在以往當(dāng)前可行解中出現(xiàn)頻次較低的基站激活，然后進(jìn)行功率平衡，判斷是否滿足覆蓋條件，如滿足，則將“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”賦值為當(dāng)前所有激活基站的組合；如否，則繼續(xù)順次激活其余基站。
8.一種用于基于CDMA體制無線通信系統(tǒng)基站候選位置的優(yōu)選方法，該方法包括步驟1)將待規(guī)劃區(qū)域劃分成多個子區(qū)域，并在各子區(qū)域相鄰界線處兩側(cè)各向外延伸出一定區(qū)域作為“交迭區(qū)域”，標(biāo)記所有處于交迭區(qū)域內(nèi)的候選基站；2)隨機(jī)選擇一個未曾計算過的子區(qū)域，作為本子區(qū)域；3)針對本子區(qū)域，考慮位于其交迭區(qū)域但事實上并不位于其內(nèi)的候選基站，將那些未曾參與計算的基站的底噪抬高一定水平，依據(jù)一定準(zhǔn)則處理交迭區(qū)域的候選基站；4)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，激活所有的基站，并將本子區(qū)域的“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”都初始化為這些基站的集合，同時，將本子區(qū)域“分散化次數(shù)”和“解的未改善次數(shù)”設(shè)置為0；5)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，分別計算每個移動臺和所有激活基站之間的路徑損耗，并按照從小到大的順序排列，將超出一定門限的處于激活狀態(tài)的候選基站作為該移動臺的候選服務(wù)基站；6)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，將所有移動臺的狀態(tài)都初始化為“激活”，將所有移動臺的發(fā)射功率初始化為最小發(fā)射功率；7)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，計算得到此時每個處于激活狀態(tài)基站的總接收功率；8)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，遍歷所有激活狀態(tài)的移動臺，針對該移動臺的所有候選服務(wù)基站，計算出移動臺以當(dāng)前發(fā)射功率到達(dá)該基站的信噪比，并進(jìn)行排序；9)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，針對每個處于激活狀態(tài)的移動臺，順序檢查排序的候選服務(wù)基站列表，將滿足一定條件的前三個基站定為該移動臺的激活集基站；10)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，依據(jù)基站成本、上行負(fù)荷和該基站對應(yīng)軟切換開銷因子的加權(quán)和，對處于激活狀態(tài)的所有基站進(jìn)行排序，依據(jù)一定條件挑選出一個基站將其狀態(tài)標(biāo)記為去激活；11)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，依次將各個移動臺的發(fā)射功率進(jìn)行功率平衡的調(diào)整，在總的功率平衡調(diào)整次數(shù)達(dá)到預(yù)定次數(shù)一半時，將發(fā)射功率已經(jīng)調(diào)整到最大、但仍然無法滿足信號質(zhì)量要求移動臺的狀態(tài)標(biāo)記為“去激活”，在下一半次數(shù)的功率調(diào)整中，不再變動這些移動臺的發(fā)射功率；12)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，統(tǒng)計所有能夠接受網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的移動臺，即激活狀態(tài)移動臺的個數(shù)，判斷是否滿足所要求的覆蓋比例；如滿足覆蓋比例，則將當(dāng)前處于激活狀態(tài)的所有基站組合設(shè)置為本子區(qū)域新的“當(dāng)前可行解”，同時記錄基站在所有當(dāng)前可行解中出現(xiàn)的頻次，并轉(zhuǎn)入步驟13)；如不滿足覆蓋比例要求，則首先依據(jù)一定標(biāo)準(zhǔn)對處于去激活狀態(tài)的基站進(jìn)行排序，順序從已經(jīng)標(biāo)記為“去激活”狀態(tài)的基站里挑選出一個滿足一定條件基站來將其激活，遍歷所有激活狀態(tài)的移動臺，分別計算每個移動臺和所有激活基站之間的路徑損耗，并按照從小到大的順序排列，將超出一定門限的處于激活狀態(tài)的候選基站作為該移動臺的候選服務(wù)基站；針對各移動臺的所有候選服務(wù)基站，分別計算出移動臺以當(dāng)前發(fā)射功率到達(dá)該基站的信噪比，并進(jìn)行排序，順序檢查排序的基站列表，將滿足步驟9)中同樣條件的前三個基站定為該移動臺的激活集基站，轉(zhuǎn)入步驟11)；13)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，根據(jù)基站成本和軟切換開銷因子的加權(quán)值，將本子區(qū)域“當(dāng)前可行解”同前次“當(dāng)前可行解”進(jìn)行比較，如果當(dāng)前可行解優(yōu)于前次“當(dāng)前可行解”，則將當(dāng)前可行解設(shè)置為本子區(qū)域當(dāng)前最優(yōu)解，同時將本子區(qū)域“解的未改善次數(shù)”清零，反之則將本子區(qū)域“解的未改善次數(shù)”加1；14)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，如果“解的未改善次數(shù)”未超出預(yù)定值，則轉(zhuǎn)入步驟10)；如果解的未改善次數(shù)超出預(yù)定值，則判斷“分散化操作次數(shù)”是否超出預(yù)定值如是，則轉(zhuǎn)入步驟15)；如否，則將分散化操作次數(shù)加1，記錄標(biāo)記為“交叉區(qū)待激活”的基站的負(fù)荷，將“當(dāng)前最優(yōu)解”同前次“全局最優(yōu)解”進(jìn)行比較，如果當(dāng)前最優(yōu)解優(yōu)于前次“全局最優(yōu)解”，則將“全局最優(yōu)解”設(shè)置為當(dāng)前最優(yōu)解；15)判斷是否所有子區(qū)域都計算完畢，如是，則加總所有子區(qū)域的全局最優(yōu)解，作為整個區(qū)域的全局最優(yōu)解輸出，結(jié)束；如否，則當(dāng)滿足一定準(zhǔn)則時將位于本子區(qū)域內(nèi)交迭區(qū)域中的“交迭區(qū)待激活”基站從全局最優(yōu)解中刪除，同時將“分散化操作次數(shù)”減1，轉(zhuǎn)入步驟17)，如果此一定準(zhǔn)則不滿足則轉(zhuǎn)入16)。16)選擇與上一個子區(qū)域相鄰的新的子區(qū)域，將交迭區(qū)域進(jìn)入全局最優(yōu)解的基站的負(fù)荷信息傳給新的子區(qū)域。17)在本子區(qū)域及其交迭區(qū)域內(nèi)，依據(jù)一定條件重新構(gòu)造初始化的“當(dāng)前可行解”、“當(dāng)前最優(yōu)解”和“全局最優(yōu)解”，將“解的未改善次數(shù)”設(shè)置為0；返回步驟3)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于步驟3)中所述的一定準(zhǔn)則為對于事實上位于本子區(qū)域內(nèi)且已經(jīng)標(biāo)記為“交迭區(qū)已激活”或“交迭區(qū)待激活”的交迭區(qū)域基站，將其直接計入本子區(qū)域全局最優(yōu)解。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于步驟15)中所述的一定準(zhǔn)則為考察事實上位于本子區(qū)域內(nèi)交迭區(qū)域中標(biāo)記為“交迭區(qū)待激活”的基站，是否在所有分散化輪次中其平均負(fù)荷小于一定門限。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述子區(qū)域為3000米×3000米大小的區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述交迭區(qū)域為500米×500米大小的區(qū)域。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于步驟7)一定的步長為4。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于步驟9)一定的步長為6。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于步驟9)和步驟12)中所述的覆蓋比例為0.9。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于步驟15中最大“分散化操作次數(shù)”為5。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于步驟13)中最大“解的未改善次數(shù)”為15。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于已激活基站的禁忌長度為4。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于“刪除”操作禁忌長度為6。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于功率平衡次數(shù)為60。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于碼分多址無線網(wǎng)絡(luò)基站位置優(yōu)選方案。本發(fā)明針對CDMA網(wǎng)絡(luò)的自干擾特點，將禁忌搜索算法同靜態(tài)仿真技術(shù)相結(jié)合，提出了一種新的禁忌搜索方案；針對現(xiàn)實中網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化問題計算量較大的特點，本發(fā)明還提出了一種區(qū)域“交迭”技術(shù)，該方法在保證一定精度的前提下有效處理了計算量問題，適合網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的實際情況；本發(fā)明所提出的方法可以作為單獨的模塊集成進(jìn)CDMA網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃軟件，可以增加規(guī)劃軟件的自動化程度。
文檔編號H04W24/02GK1992967SQ20051013294
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月29日
發(fā)明者趙培, 高鵬 申請人:京移通信設(shè)計院有限公司