一种位置区域规划方法及系统

摘要

本发明公开了一种位置区域规划方法，包括：选定规划区域并获得该区域的网络信息数据和相应的规划约束条件；根据切换次数高低将所述规划区域内小区进行两两配对；根据所述网络信息数据和所述相应的规划约束条件，通过模拟退火算法对所述各小区对、所述区域中未配对的各小区、基站控制器、移动交换中心以及位置区域进行规划。本发明还公开了一种位置区域规划系统。采用本发明，具有可降低位置更新成本，大大节省网络资源的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种位置区域规划方法及系统。

背景技术

在GSM系统中，由于寻呼信道容量的限制，对移动台的寻呼消息不可能整网下发，因此网络规划者将GSM系统下小区进行集合，将多个小区归入位置区域(LA，Location Area)内，这样对移动台的寻呼在移动台所属的位置区域内的所有小区中广播。位置区域通过位置区域识别(LAI，Location Area Identity)来标记，当移动台从一个位置区域移动到新的位置区域时，即发生位置更新。移动台的位置更新通过专用控制信道(SDCCH，Stand-alone Dedicated ControlChannel)进行控制，大量统计表明，目前GSM系统的位置区域划分产生的位置更新大约占SDCCH信道使用量的40％，如此频繁的位置更新，大量浪费系统的信道资源，增加信道的负荷量。另外，基站控制器(BSC，Base Station Controller)的负荷主要来源语音通话、SDCCH需求及包括移动交换中心内(inter-MSC，inter-Mobile Switching Center)切换、基站控制器内(inter-BSC)切换以及基站控制器间(intra-BSC)切换的各种切换，其中切换又大约占BSC负荷的25％。根据用户行为和实际话务统计，位置更新与切换次数具有强相关性，因此位置更新次数过多，同样将使BSC的负荷加大。而位置更新次数直接取决于位置区域的划分，如果位置区划分不当，就会产生大量的位置更新需求，对网络容量和资源造成重大影响。其次，位置区划分不当，对用户感知也有一定影响，因为手机在位置更新期间是不能作为被叫，这样位置区域的划分直接影响到呼叫的成功率。

发明内容

鉴于此，本发明实施例提供一种位置区域规划方法及系统。可降低位置更新成本，大大节省网络资源。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种位置区域规划方法，包括：

选定规划区域并获得该区域的网络信息数据和相应的规划约束条件；

根据切换次数高低将所述规划区域内小区进行两两配对；

根据所述网络信息数据和所述相应的规划约束条件，通过模拟退火算法对所述各小区对、所述区域中未配对的各小区、基站控制器、移动交换中心以及位置区域进行规划。

相应地，本发明实施例还提供了一种位置区域规划系统，包括：

启动单元，用于选定规划区域；

处理单元，用于获得所述启动单元所选定的规划区域的网络信息数据和相应的规划约束条件；

规划单元，用于根据切换次数高低将所述规划区域内小区进行两两配对，并根据所述处理单元获得的所述网络信息数据和所述相应的规划约束条件，通过模拟退火算法对所述各小区对、所述区域中未配对的各小区、基站控制器、移动交换中心以及位置区域进行规划。

本发明实施例通过将网络中的小区按照切换次数高低配对，将配对的小区对分配到相同的位置区域，可降低位置更新成本，大大节省网络资源。

附图说明

图1是本发明位置区域规划系统的一个实施例结构组成示意图；

图2是本发明位置区域规划方法的一个实施例流程示意图；

图3是图2中步骤S230中对各小区对、基站控制器、移动交换中心以及位置区域进行规划的一次迭代运算的流程示意图；

图4是图2中步骤S230中对规划区域中未配对的各小区、基站控制器、移动交换中心以及位置区域进行规划的一次迭代运算的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

图1是本发明位置区域规划系统得一个实施例结构组成示意图，如图所示，所述系统包括启动单元10、处理单元20、规划单元30以及显示调节单元40，其中：

启动单元10用于选定规划区域，启动单元10可设置为活动界面，可通过活动框覆盖所述活动界面的某一区域的方式选定规划区域；也可通过点击所述活动界面表示某一区域的热键的方式选定规划区域；启动单元10可以为一数据接口，可通过键盘输入数据的方式选定规划区域。

处理单元20用于获得所述启动单元10所选定的规划区域的网络信息数据和相应的规划约束条件；处理单元20可用于挖掘基站信息、统计切换数据、统计话务数据、统计小区割接限制、统计移动交换中心话务及寻呼容量限制、统计基站控制器话务及寻呼容量限制以及当前小区、基站控制器、移动交换中心以及位置区域间的分配关系及可分配的范围信息等网络信息数据，并可用于设定包括一个基站只能归属于一个基站控制器、一个基站控制器只能归属于一个移动交换中心、一个基站只能归属于一个位置区域、各小区的寻呼量小于所述小区的寻呼容量限制、各基站控制器内各小区的寻呼量总和小于所述基站控制器的寻呼容量限制、各基站控制器内各小区的话务量总和小于所述基站控制器的话务容量限制、各移动交换中心内各小区话务量总和小于所述移动交换中心的话务容量限制、各基站控制器内各小区的载波数总和小于所述基站控制器的载波限制、各移动交换中心内各小区的载波总和小于所述移动交换中心的载波限制以及基站、基站控制器和移动交换中心相互满足可分配要求的约束条件信息。具体实现中，假设基站(BS，Base Station)与小区范围是一致的，可以使用如下方式获得网络信息及约束条件：

λ_i表示小区i单位时间能发起的寻呼次数

λ_i^*表示一个小区的寻呼成本：对同一个LA中的小区中的移动台的总的寻呼数

所以： $>sup>>\lambda >i>*>>=>>\lambda >i>>+>>\Sigma >s>>>\lambda >s>>*>>(>1>->>d>is>>)>>:>>>$

P_i^BS，P_j^BSC：分别表示单位时间内BS，BSC能发起的寻呼次数

c_i：表示每个小区单位时间能承受的最大话务量

C_j^BSC，C_k^MSC：表示BSC及MSC的单位时间能承受的最大话务量

r_i：表示小区i的发射站数目

R_j^BSC，R_k^MSC：分别表示BSCj及MSCk内所有小区的发射站的总和 _ij≤a_ij，(i，j)  y_jk≤b_jk，(j，k)(BS、BSC以及MSC符合分配要求)

规划单元30用于根据切换次数高低将所述规划区域内小区进行两两配对，并根据所述处理单元20获得的所述网络信息数据和所述相应的规划约束条件，通过模拟退火算法对所述各小区对、所述区域中未配对的各小区、基站控制器、移动交换中心以及位置区域进行规划。规划单元30可包括配对单元301、参数设置单元302以及计算单元303，配对单元301用于根据切换次数高低将所述规划区域内小区进行两两配对，具体的，配对单元301可通过处理单元20获得所述规划区域中小区间的切换次数，按照切换次数由高到低(也可为由低到高)的方式对小区进行配对，没有切换关系的小区仍保持独立。参数设置单元302用于设置模拟退火算法的算法控制参数，假设所述规划区域中有n个小区、m个基站控制控制器、p个移动交换中心以及n个位置区域，要完成这些小区、基站控制器、移动交换中心以及位置区域的规划解空间大小为：n^m*m^p*nⁿ要穷举各种可能的情况得出规划结果在时间上不可实现，因此本发明实施例引入模拟退火算法，实践表明，模拟退火算法初始解随机发生过程可以使结果避免陷入局部最优，从而保证最大范围内全局搜索和解偏差；在一定时间内不用搜索全域就能找到较优解，解的质量优于其它算法。SA常用于大量数据的组合优化问题；算法速度和收敛性可以通过输入参数进行控制，从而保证效率和结果预知性。该算法的流程大体如下：

a)初始化：初始温度T(充分大)，初始解状态S(是算法迭代的起点)，每个T值的迭代次数L

b)对k＝1，......，L做第(3)至第6步：

c)产生新解S′

d)计算增量Δt′＝C(S′)-C(S)，其中C(S)为评价函数

e)若Δt′＜0则接受S′作为新的当前解，否则以概率exp(-Δt′/T)接受S′作为新的当前解。

f)如果满足终止条件则输出当前解作为最优解，结束程序。

终止条件通常取为连续若干个新解都没有被接受时终止算法。

g)T逐渐减少，且T-＞0，然后转第b)步。

因此，在运用算法进行迭代运算前需要参数设置单元302设置初始温度T、初始解状态S(是算法迭代的起点)，每个T值的迭代次数L等算法控制参数。计算单元303用于根据所述网络信息数据、所述相应的规划约束条件以及所述算法控制参数，通过多次迭代运算对所述各小区对、所述区域中未配对的各小区、基站控制器、移动交换中心以及位置区域进行规划。

显示调节单元40用于调节并显示所述规划单元30获得的规划结果数据。当经过规划单元30进行全面规划后，可进一步通过显示调节单元40进行局部微调。显示调节单元40可提供GIS图标显示、Excel报表显示、文本报表显示等，可显示位置区域规划总结果，移动交换中心、基站控制器规划前后的话务量、寻呼量、载波比较结果信息等。

相应的，本发明实施例还提供了一种位置区域规划方法，图2是本发明位置区域规划的方法的一个实施例流程示意图，如图所示，本实施例的方法包括：

步骤S200，选定规划区域；可通过活动框覆盖活动界面的某一区域的方式选定规划区域；也可通过点击活动界面表示某一区域的热键的方式选定规划区域；还可通过键盘输入数据的方式选定规划区域。

步骤S210，获得所述区域的网络信息数据和相应的规划约束条件；可挖掘基站信息、统计切换数据、统计话务数据、统计小区割接限制、统计移动交换中心话务及寻呼容量限制、统计基站控制器话务及寻呼容量限制以及当前小区、基站控制器、移动交换中心以及位置区域间的分配关系及可分配的范围信息等网络信息数据，并可设定包括一个基站只能归属于一个基站控制器、一个基站控制器只能归属于一个移动交换中心、一个基站只能归属于一个位置区域、各小区的寻呼量小于所述小区的寻呼容量限制、各基站控制器内各小区的寻呼量总和小于所述基站控制器的寻呼容量限制、各基站控制器内各小区的话务量总和小于所述基站控制器的话务容量限制、各移动交换中心内各小区话务量总和小于所述移动交换中心的话务容量限制、各基站控制器内各小区的载波数总和小于所述基站控制器的载波限制、各移动交换中心内各小区的载波总和小于所述移动交换中心的载波限制以及基站、基站控制器和移动交换中心相互满足可分配要求的约束条件信息。具体实现中，假设基站(BS，Base Station)与小区范围是一致的，可以使用如下方式获得网络信息及约束条件：

λ_i表示小区i单位时间能发起的寻呼次数

λ_i^*表示一个小区的寻呼成本：对同一个LA中的小区中的移动台的总的寻呼数

所以： $>sup>>\lambda >i>*>>=>>\lambda >i>>+>>\Sigma >s>>>\lambda >s>>*>>(>1>->>d>is>>)>>:>>>$

P_i^BS，P_j^BSC：分别表示单位时间内BS，BSC能发起的寻呼次数

c_i：表示每个小区单位时间能承受的最大话务量

C_j^BSC，C_k^MSC：表示BSC及MSC的单位时间能承受的最大话务量

r_i：表示小区i的发射站数目

R_j^BSC，R_k^MSC：分别表示BSCj及MSCk内所有小区的发射站的总和 _ij≤a_ij，(i，j)   y_jk≤b_jk，(j，k)(BS、BSC以及MSC符合分配要求)

步骤S220，设置模拟退火算法的算法控制参数；假设所述规划区域中有n个小区、m个基站控制控制器、p个移动交换中心以及n个位置区域，要完成这些小区、基站控制器、移动交换中心以及位置区域的规划解空间大小为：n^m*m^p*nⁿ要穷举各种可能的情况得出规划结果在时间上不可实现，因此本发明实施例引入模拟退火算法，实践表明，模拟退火算法初始解随机发生过程可以使结果避免陷入局部最优，从而保证最大范围内全局搜索和解偏差；在一定时间内不用搜索全域就能找到较优解，解的质量优于其它算法。SA常用于大量数据的组合优化问题；算法速度和收敛性可以通过输入参数进行控制，从而保证效率和结果预知性。该算法的流程大体如下：

a)初始化：初始温度T(充分大)，初始解状态S(是算法迭代的起点)，每个T值的迭代次数L

b)对k＝1，......，L做第(3)至第6步：

c)产生新解S′

d)计算增量Δt′＝C(S′)-C(S)，其中C(S)为评价函数

e)若Δt′＜0则接受S′作为新的当前解，否则以概率exp(-Δt′/T)接受S′作为新的当前解。

f)如果满足终止条件则输出当前解作为最优解，结束程序。

终止条件通常取为连续若干个新解都没有被接受时终止算法。

g)T逐渐减少，且T-＞0，然后转第b)步。

因此，在运用算法进行迭代运算前需要设置初始温度T、初始解状态S(是算法迭代的起点)，每个T值的迭代次数L等算法控制参数。

步骤S230，根据所述网络信息数据、所述相应的规划约束条件以及所述算法控制参数，通过多次迭代运算对所述各小区对、所述区域中未配对的各小区、基站控制器、移动交换中心以及位置区域进行规划；

步骤S240，调节并显示所述规划结果。当进行全面规划后，可进一步进行局部微调。本实施例可提供GIS图标显示、Excel报表显示、文本报表显示等，可显示位置区域规划总结果，移动交换中心、基站控制器规划前后的话务量、寻呼量、载波比较结果信息等。

进一步，参考图3是对各小区对、基站控制器、移动交换中心以及位置区域进行规划的每次迭代运算的流程示意图；如图所示，所述流程包括：

步骤S400，选择一对小区对；

步骤S401，根据所述网络信息数据判断是否存在满足相应的规划约束条件的基站控制器，如果判断为是，执行步骤S410；如果判断为否，执行步骤S420；

步骤S410，从所述基站控制器中选择一个，所述选择出的基站控制器和所述基站控制器归属的移动交换中心在容纳所述小区对后仍满足话务容量限制；

步骤S411，选择一个包含所述基站控制器的位置区域，所述位置区域在容纳所述小区对后仍满足话务及寻呼容量限制；

步骤S412，将所述小区对分配到所述基站控制器和所述位置区域；

步骤S413，判断是否存在没有分配的小区对，如果判断为是，执行步骤S400；否则，结束；

步骤S420，判断是否存在归属在同一个移动交换中心的基站控制器，如果判断为是，执行步骤S421；否则，执行步骤S430；

步骤S421，从所述基站控制器中选择一对，所述选择出的基站控制器对和所述基站控制器归属的移动交换中心在容纳所述小区对后仍满足话务容量限制；

步骤S422，选择一个位置区域，所述位置区域在容纳所述小区对后仍满足话务及寻呼容量限制；

步骤S423，将所述小区对分配到所述基站控制器对和所述位置区域；然后执行步骤S413；

步骤S430，选择一对基站控制器及一个可容纳所述基站控制器对的移动交换中心，将所述基站控制器对归属到所述移动交换中心，所述选择出的基站控制器对和所述基站控制器归属的移动交换中心在容纳所述小区对后仍满足话务容量限制；

步骤S431，选择一个位置区域，将所述基站控制器对归属到所述位置区域，所述位置区域在容纳所述基站控制器对和所述小区对后仍满足话务及寻呼容量限制；然后执行步骤S423；

相应的，参考图4是图2中步骤S230中对规划区域中未配对的各小区、基站控制器、移动交换中心以及位置区域进行规划的一次迭代运算的流程示意图；如图所示，所述流程包括：

步骤S500，选择一个未配对的小区；

步骤S501，根据所述网络信息数据判断是否存在满足相应的规划约束条件的基站控制器，如果判断为是，执行步骤S502；如果判断为否，执行步骤S510；

步骤S502，从所述基站控制器中选择一个，所述选择出的基站控制器和所述基站控制器分配的移动交换中心在容纳所述小区对后仍满足话务容量限制；

步骤S503，选择一个包含所述基站控制器的位置区域，所述位置区域在容纳所述小区对后仍满足话务及寻呼容量限制；

步骤S504，将所述小区对分配到所述基站控制器和所述位置区域；

步骤S505，判断是否存在没有分配的小区，如果判断为是，执行步骤O；否则，结束；

步骤S510，根据基站控制器的可分配范围选择一个基站控制器；

步骤S511，新建一个位置区域；然后执行步骤S504。

本发明实施例通过将网络中的小区按照切换次数高低配对，将配对的小区对分配到相同的位置区域，可降低位置更新成本，大大节省网络资源，同时位置更新次数的减少，大大提高对用户的寻呼成功率。进一步，本发明实施例通过模拟退火算法对进行迭代运算，模拟退火算法初始解随机发生过程可以使结果避免陷入局部最优，从而保证最大范围内全局搜索和解偏差；在一定时间内不用搜索全域就能找到较优解，简化了规划流程并缩短了规划时间。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。