WCDMA無線網絡基站規(guī)劃的建模與算法研究.pdf

1、WCDMA無線網絡規(guī)劃是一項系統工程，內容包括業(yè)務量估計、基站布局規(guī)劃、頻率規(guī)劃、信道規(guī)劃、系統仿真及系統優(yōu)化等幾部分。在無線網絡規(guī)劃中，基站規(guī)劃起著承上啟下的作用?；静季忠?guī)劃的目標是考慮所服務地區(qū)的地理特點，用戶特點，對無線網絡的基站的站址及相關參數進行規(guī)劃，使得建設的無線網絡能夠在覆蓋、容量、質量與成本等方面良好平衡以滿足當前業(yè)務需要，并能適應未來的網絡發(fā)展及擴容要求。國內外對此方面的研究尚處于初期，無論是規(guī)劃模型還是規(guī)劃算法方面

2、均有很大的研究空間。 本論文從大系統的角度出發(fā)，對大規(guī)模WCDMA無線網絡基站的規(guī)劃模型及算法進行研究。自干擾是WCDMA系統的主要特點，它使得全部區(qū)域的基站規(guī)劃結果呈現網狀關聯的關系。為了簡化WCDMA基站規(guī)劃問題的數學描述，通過變量集結對已有的整數規(guī)劃進行了合理簡化。為了提高大規(guī)模W-BSP問題的規(guī)劃效率，通過各種分解協調方法：包括數學規(guī)劃方法(Benders分解)，區(qū)域空間分解方法(聚類分解、滾動窗口分解)及混合分解算法(

3、分級差分)來簡化大規(guī)模問題的求解。論文將首先對WCDMA基站規(guī)劃的集結模型進行初步研究，然后主要集中在優(yōu)化算法的研究上。本論文主要工作可以概括為以下幾個方面：1.在對WCDMA基站規(guī)劃問題的特點進行充分研究的基礎上，建立能夠反映問題本質特征的規(guī)劃模型。設計了反映實際網絡規(guī)劃需求的事例發(fā)生器以方便算法研究的計算仿真。借鑒大系統中的集結思想，研究了WCDMA基站規(guī)劃問題的集結模型，并通過仿真計算說明該規(guī)劃模型可以用來提供一個較好的初始解。

4、 2.通過分析WCDMA無線網絡基站布局規(guī)劃問題的上行鏈路非線性整數規(guī)劃模型W-BSP(WCDMABaseStationPositioningproblem)，根據問題特點證明其子問題等價于一個可以直接用單純形法求解的線性規(guī)劃問題，并提出了一些定理及推論。這些結論使整數非線性WCDMA基站布局規(guī)劃問題可以利用經典Benders算法進行求解。最后設計了該問題的Benders分解算法。 3.針對大規(guī)模WCDMA無線網絡基站布局

5、規(guī)劃問題，提出了基于聚類分解的基站規(guī)劃算法。在聚類分解中，以測試點的信號增益矩陣作為聚類分解的數據矩陣。首先用K均值聚類算法將原問題分解為可以利用整數規(guī)劃工具求解的K個子規(guī)劃問題，然后對各子問題求解整數規(guī)劃問題；最后對各子問題的基站布局結果進行全局調整。借鑒動態(tài)大系統中的關聯預估原理，以分解得到的K個子規(guī)劃問題為優(yōu)化對象，提出了大規(guī)模WCDMA網絡基站布局規(guī)劃問題的預估迭代算法。 4.借鑒滾動窗口優(yōu)化的基本原理，研究了全局信息己

6、知情況下大規(guī)模WCDMA無線網絡基站規(guī)劃問題。提出了基于滾動窗口的WCDMA無線網絡基站滾動規(guī)劃方法，把原優(yōu)化問題的整體求解分散在滾動窗口內進行，并在二維空間內滾動優(yōu)化，同時對WCDMA網絡中的干擾滾動預測。經證明，這種基于滾動窗口的規(guī)劃方法能夠保證全局優(yōu)化目標單調下降。通過仿真計算檢驗了不同滾動策略對算法性能的影響。 5.最后研究了在考慮功率分配情況下基于下行鏈路的WCDMA網絡基站規(guī)劃問題。提出了一種基于分級差分的啟發(fā)式算法