TD-SCDMA无线网络规划中的分层多目标优化算法

摘要

随着TD-SCDMA(Time Division Synchronous Code Division Multiple Access)移动通信技术发展，各种关键技术的顺利解决，TD-SCDMA系统终端、基站和无线控制器等设备的商用化，TD-SCDMA作为我国拥有自主知识产权的3G(3rd Generation)标准已经进入商业化阶段，全国各地正在规划或新建TD-SCDMA网络。为了提高系统容量、扩大基站覆盖范围、保证信号传输质量，为用户提供更好的服务，网络规划工作十分重要。对于TD-SCDMA网络运营商而言，如何经济有效地建设一个TD-SCDMA网络，保证网络建设的高性价比是运营商所关心的问题。网络规划的目的，概括地讲，就是在支持多种多媒体业务，并满足一定QoS(Quality of Service)和无线覆盖要求的条件下，获得良好的网络容量，同时通过调整容量、覆盖、质量之间的均衡关系提供最佳链路服务。
　　 本文概要介绍了移动通信系统的演进历程。为了对TD-SCDMA系统有全面深刻的理解，介绍了TD-SCDMA的基本原理和关键技术以及关键技术对无线网络规划的影响，并着重讨论了TD-SCDMA无线网络规划目标、规划内容和规划流程。作为网络规划的理论基础，详细阐述了无线传播模型、链路预算和容量估算。在此基础上，对无线网络规划中的核心问题，基站选址优化问题进行了研究。
　　 TD-SCDMA无线网络规划中基站选址问题属于多目标优化问题，针对已有的基站规划模型的一些不足，结合TD-SCDMA无线网络的特点提出了网络规划的分层优化模型，该模型充分考虑了TD-SCDMA网络的小区呼吸效应，能够很好的解决网络规划中的覆盖和容量相互依赖的问题。为了求解该模型，在宽容分层法和简单遗传算法的基础上，提出了分层多目标优化算法。对算法进行了理论分析并用MATLAB搭建仿真平台，在最低成本的约束下，算法综合考虑了TD-SCDMA网络规划中覆盖与容量的目标和要求。仿真结果表明：该算法能够在给定的条件下实现基站布局最优，而且收敛速度快。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1移动通信技术的发展

1.1.1第一代移动通信系统

1.1.2第二代移动通信系统

1.1.3第三代移动通信系统

1.1.4下一代移动通信系统

1.2移动通信网络规划的研究与应用状况

1.3移动通信网络规划的研究意义

1.4基站布局规划的意义

1.5论文章节安排

2 TD-SCDMA基本原理与关键技术

2.1 TD-SCDMA基本原理

2.1.1网络结构

2.1.2物理层结构

2.2 TD-SCDMA关键技术

2.2.1同步技术

2.2.2多址接入技术

2.2.3智能天线与联合检测

2.2.4.无线资源管理

2.3 TD-SCDMA关键技术对网络规划的影响

2.3.1上行同步技术对网络规划的影响

2.3.2智能天线技术对网络规划的影响

2.3.3联合检测技术对网络规划的影响

2.3.4.接力切换技术对网络规划的影响

2.3.5动态信道分配技术对网络规划的影响

2.4本章小结

3 TD-SCDMA无线网络规划

3.1无线网络规划概述

3.1.1规划目标

3.1.2规划内容

3.1.3规划流程

3.2传播模型

3.2.1传播模型研究的意义

3.2.2 Okumura-Hata模型

3.2.3 COST231 Hata模型

3.2.4 LEE宏蜂窝模型

3.2.5通用模型

3.3链路预算

3.3.1链路预算关键项

3.3.2上行链路预算

3.3.3下行链路预算

3.4容量估算

3.4.1 Erlang基本知识

3.4.2 Erlang B和Erlang C公式

3.4.3 Equivalent Erlang方法

3.4.4 POST Erlang-B方法

3.4.5基丁Campbell理论的估算方法

3.4.6 KR迭代容量估算方法

3.5本章小结

4 TD-SCDMA无线网络规划中的基站选址优化问题

4.1引言

4.2 TD-SCDMA无线基站选址

4.2.1 TD-SCDMA无线基站的选址原则

4.2.2 TD-SCDMA基站选址的主要内容

4.2.3基站类型和覆盖面积的关系

4.3场强预测方法及流程

4.4现代优化算法

4.4.1遗传算法

4.4.2禁忌搜索算法

4.4.3贪婪算法

4.4.4模拟退火算法

4.4.5神经网络

4.5小结

5 TD-SCDMA基站选址中的分层多目标优化算法及其性能分析

5.1引言

5.2分层多目标优化算法设计

5.2.1分层优化方法介绍

5.2.2简单遗传算法

5.2.3分层多目标优化算法

5.3分层多目标优化算法在TD-SCDMA基站选址中的应用

5.3.1目标函数的定义

5.3.2分层多目标优化模型

5.3.3编码及初始化种群

5.3.4选择

5.3.5交叉

5.3.6变异

5.3.7算法性能仿真

5.4小结

6总 结

致 谢

参考文献

附 录A.作者攻读学位期间发表的论文目录