移动通信系统分层优化网络资源规划方法(编辑修改稿)

移动通信系统分层优化网络资源规划方法(编辑修改稿)内容摘要：

在这一层，考虑了整个区域的非一致话务分布。 有关地形结构和环境的数据，话务密度，俯角均存储在每个网格中。 一旦已知小区数量的上界，下一步就是要确定那一个网格属于那一个小区。 进而就确定了小区的数量，不同的小区位置和小区大 7 小。 一般地，小区由相邻的具有相同分类的几个网格组成。 在本论文中，建立了一个组合优化模型来确定那个网格属于那个小区 和基站参数的最优值。 我们考虑关于覆盖标准的“硬”约束和非一致话务需求的“软”约束，“软”约束可被放松且可通过补偿项合并入目标函数。 模型的目标是使整个系统成本最小化。 在轻话务量条件下，小区的数量可进一步减少。 1)经济优化模型的数学阐述 ：为了阐明这个问题，我们引入以下决策变量： ikx = 1，若网格 i属于小区 k kY = 1，若小区 k 被网格占据 0， 若网格 i不属于小区 k 0，若小区 k 内没有网格 (节约一个小区 ) 进一步，我们定义如下： 1， 网格 i内的市区结构 1iG = 2， 网格 i内的郊区结构 3， 网格 i内的农村结构 2iG 网格 i内的话务密度 (用户数 /小时 )。 n 总的小区数。 m 总的网格数。 soC 交换机房，硬件和安装的固定成本。 cellC 基站内的硬件和安装的成本。 aC 考虑其增益的天线的成本系数。 tC 考虑其发射功率的发射机和接收机的成本系数。 tkP 小区 k 内的基站发射功率，且 UBtkLB PPP  ，其中 LBP 和 UBP 分别是其相应的上界和下界。 mkbk gg , 分别为小区 k 内的基站和移动单元的天线增益，且 UBtkLB ggg 其中 LBg 和 UBg 分别是其相应的上界和下界。 mkbk hh , 分别为小区 k 内的基站和移动单元的天线高度。 8 kd 小区 k 的辐射半径。 gS 网格的范围。 关于蜂窝移动 通信网络的 经济优化模型 (EOM)阐述如下： EOM： min )(sfc = soC +k kY ( cellC + aC bkg + tC tkP ) (12) 受约束于 tkP ＋ bkg ＋ mkg － cellkk PdL )( k=1,2, ,n (13)  i ptiik CGx 2 k=1,2, ,n (14) 0)( 11 39。 39。  iikiik GGxx k=1,2, ,n。 i,39。 i =1,2, ,m。 i 39。 i (15)  i ikx 1 i=1,2, ,m (16)  i gikk Sxd )(2 k=1,2, ,n (17) kd ( kY 1)  0 k=1,2, ,n (18) kd  kY 1 k=1,2, ,n (19) 对所有 i和 k， ikx , kY 的值为 1 或 0 (20) 在 EOM 模型中，目标函数 )(sfc (12)的目的是最小化总的系统成本。 约束 (13)用来确保覆盖性能。 约束 (14)保证设计满足非一致话务量的要求。 约束 (15)－ (17)确保小区由具有相同结构且彼此相邻的网格组成。 约束 (18)－ (20)给出了 kd 和 kY 之间的关系，即当 kd ＝ 0 时， kY ＝ 0；当 kd  0 时， kY ＝ 1。 信号传播损耗 )( kk dL 通过 Hata 预测模型进行计算。 根据以下条件 [1],[9]： ppP = 10W， bh =30m， mh =3m， bg =12dBi， mg = 2dBi， l = 4dB， f = 900MHz，我们有： )( kk dL ＝ а ＋ log( kd ) (21) 其中 当小区 k 分别覆盖市区、郊区和农村区域时，а＝ , 和。 9 2)用模拟退火算法求解 EOM 模型 ： EOM 模型是个有难度的组合优化问题，因为在模型中有很多变量和复杂的约束 [13]。 没有一种优化算法能在合理的时间里求得最优解。 在文献 [15]和 [16]中报导的建立在模拟退火 (SA)基础上的算法被用来解决这个问题，并在合理的时间内求得了逼近最优解。 对于求解 NP 完全组合问题的逼近解来说模拟退火是种好方法 [13]。 它已被成功应用于某些领域，如计算机的优化设计 [16]，图象处理，信道分配 [8][20]和规划布局问题。 算法采用一种迭代方案，它模 拟物理退火过程：加热固体直到其融化，然后花最少的能量冷却它使其结晶至基态。 为了用模拟退火过程解决 EOM 问题，需要考虑下面四个方面：配置空间，成本函数，相邻结构和冷却进度表。 a)配置空间 ：对于 EOM 模型，配置空间 S 是所有满足覆盖约束 (13)和其它约束(15)(20)可行解 { kikYx, }的集。 b) 成本函数 ：在实际的系统设计中，首先要考虑覆盖性能。 对于给定的小区数量，由于非一致话务分布的存在，如。