[發(fā)明專利]一種基于禁忌搜索的小基站容量與覆蓋優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610204356.6
• 申請(qǐng)日: 2016-04-01
• 公開（公告）號(hào): CN105764068B
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾捷;粟欣;林小楓;朱曉鵬;肖馳洋;張黎;肖立民;許希斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W16/18
• 分類號(hào): H04W16/18;H04W52/24
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

本發(fā)明涉及一種基于禁忌搜索的容量與覆蓋優(yōu)化方法，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，該方法包括：根據(jù)小基站初始功率，計(jì)算容量與覆蓋目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)初始值，采用禁忌搜索算法進(jìn)行迭代優(yōu)化，包括：計(jì)算當(dāng)前解的鄰域中使目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)最優(yōu)的解向量；若該解向量使目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)值為目前為止最優(yōu)，或非目前為止最優(yōu)但處于非禁忌狀態(tài)，則記為當(dāng)前解并加入禁忌表，否則將該解向量從當(dāng)前解的鄰域中排除后返回計(jì)算鄰域中最優(yōu)的解向量；完成迭代優(yōu)化后，更新小基站發(fā)射功率，輸出此時(shí)小基站系統(tǒng)的容量與覆蓋目標(biāo)優(yōu)化函數(shù)值?？蓪?shí)現(xiàn)小基站系統(tǒng)容量與覆蓋的自優(yōu)化，降低優(yōu)化迭代的計(jì)算復(fù)雜度，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)整體性能的優(yōu)化提升,且能達(dá)到全局最優(yōu)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于禁忌搜索的小基站容量與覆蓋優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

目前一方面，爆炸性增長(zhǎng)的移動(dòng)數(shù)據(jù)流量業(yè)務(wù)，對(duì)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)帶寬和容量及覆蓋都提出了更高的要求，這使得傳統(tǒng)的宏基站覆蓋方式難以滿足現(xiàn)今的用戶需求。另一方面，在第三代合作伙伴計(jì)劃(3GPP)LTE系統(tǒng)中，由于大量數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)生在室內(nèi)，室內(nèi)用戶的數(shù)據(jù)量大且分布不均，導(dǎo)致室內(nèi)信號(hào)并不理想、網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)局部擁塞情況。因此部署短距離、低功耗的小基站成為一種有效的解決方案，小基站是相對(duì)于宏基站而言，小基站的基本形式有多種，包括家庭基站、微基站、皮基站等，部署于不同場(chǎng)景下。小基站系統(tǒng)是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，包括宏基站和小基站，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，宏基站發(fā)射功率較高，部署在室外；小基站發(fā)射功率較低，部署在室內(nèi)或室外；每個(gè)宏基站覆蓋范圍內(nèi)可有一個(gè)或多個(gè)小基站簇，小基站簇內(nèi)聚集若干個(gè)小基站；宏基站和小基站間通過回程鏈路通信，小基站簇內(nèi)的小基站之間通過回程鏈路通信。小基站能夠有效增強(qiáng)室外覆蓋、容量提升，改善室內(nèi)覆蓋，進(jìn)而提高全網(wǎng)容量，特別是對(duì)于室內(nèi)外高密度業(yè)務(wù)需求區(qū)域，小基站的部署能夠有效改善用戶體驗(yàn)，提供更高效的服務(wù)。

隨著網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的扁平化發(fā)展和小基站的引入，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)更趨復(fù)雜化。運(yùn)營(yíng)商為了提高網(wǎng)絡(luò)性能，更好地管理網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，降低網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)成本，將自組織網(wǎng)絡(luò)的概念引入LTE系統(tǒng)，使得網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)自配置和自優(yōu)化。網(wǎng)絡(luò)的自配置和自優(yōu)化能夠替代人工配置和優(yōu)化操作，進(jìn)一步減少配置和網(wǎng)絡(luò)管理的開銷，并有效實(shí)現(xiàn)LTE小基站網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)化。

網(wǎng)絡(luò)自配置目的是為了實(shí)現(xiàn)新部署的小基站的自動(dòng)配置，使得基站能夠自動(dòng)發(fā)現(xiàn)和建立鄰區(qū)關(guān)系，能夠自動(dòng)配置每個(gè)小區(qū)的物理識(shí)別號(hào)(ID)，降低網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃以及網(wǎng)絡(luò)建設(shè)管理中人工的參與度，降低網(wǎng)絡(luò)管理的維護(hù)成本，使配置后的網(wǎng)絡(luò)能夠滿足基本需求，實(shí)現(xiàn)即插即用的功能需求。而自優(yōu)化的目的是為了進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò)性能，通過監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行過程中的性能指標(biāo)的變化及故障事件的發(fā)生，自動(dòng)選擇某些優(yōu)化算法來調(diào)整網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的參數(shù)，以達(dá)到最優(yōu)的系統(tǒng)能力和服務(wù)范圍，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)整體性能的優(yōu)化提升。

容量和覆蓋自優(yōu)化屬于網(wǎng)絡(luò)自優(yōu)化的一項(xiàng)，是多約束多優(yōu)化目標(biāo)的優(yōu)化問題，由于容量與覆蓋之間相互制約，因此該優(yōu)化問題為小區(qū)覆蓋和容量?jī)蓚€(gè)參量?jī)?yōu)化折中均衡的過程，是聯(lián)合優(yōu)化問題。該問題可通過一定的算法自適應(yīng)地調(diào)整相應(yīng)射頻參數(shù)，如發(fā)射功率、天線方位角等的，來達(dá)到容量和覆蓋問題的優(yōu)化提升。該優(yōu)化問題應(yīng)包含覆蓋漏洞的檢測(cè)、覆蓋優(yōu)化、覆蓋和容量間的均衡等?，F(xiàn)已有的算法研究多基于較為簡(jiǎn)單的拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)模型假設(shè)、理想的信道模型假設(shè)、并且單一化調(diào)整射頻參數(shù)，使得在實(shí)際自優(yōu)化系統(tǒng)中的應(yīng)用較為受限。