[發(fā)明專利]一種用戶需求驅(qū)動(dòng)的5G基站選址方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310323556.3
• 申請(qǐng)日: 2023-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN116390104A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 岳昆;黃文輝;孫磊;楊晶晶;陳睿杰;胡礦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 云南大學(xué)
• 主分類號(hào): H04W16/18
• 分類號(hào): H04W16/18
• 代理公司: 成都行之智信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51256
• 代理人: 溫利平

本發(fā)明公開了一種用戶需求驅(qū)動(dòng)的5G基站選址方法，確定需要新建5G基站的矩形規(guī)劃區(qū)域并進(jìn)行網(wǎng)格劃分，每個(gè)網(wǎng)格中心點(diǎn)作為一個(gè)候選基站站址，并得到各個(gè)網(wǎng)格的用戶需求點(diǎn)數(shù)量，然后根據(jù)新建5G基站部署在不同候選基站站址覆蓋的需求點(diǎn)數(shù)量情況計(jì)算候選基站站址之間的貼近度，然后基于貪心法求解得到最優(yōu)基站站址集合，在求解過程中通過基于貼近度計(jì)算得到的分離度來確定每輪的最優(yōu)基站站址。本發(fā)明可以使用最少的基站數(shù)達(dá)到最大的覆蓋率，并在用戶需求大的區(qū)域增加基站個(gè)數(shù)，高效準(zhǔn)確地獲取5G基站選址的結(jié)果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于5G基站技術(shù)領(lǐng)域，更為具體地講，涉及一種用戶需求驅(qū)動(dòng)的5G基站選址方法。

背景技術(shù)

5G移動(dòng)通信技術(shù)在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和日常生活中扮演著重要的角色，5G網(wǎng)絡(luò)具有大帶寬、高速率、低時(shí)延等特點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)人機(jī)物互聯(lián)融合的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。移動(dòng)通信基站的建設(shè)是通信運(yùn)營商投資的重要部分，然而，5G技術(shù)使用的毫米波具有頻率高且難穿透建筑物的特點(diǎn)，因此5G基站的覆蓋范圍比4G基站更小，基站密度更大，因此特定區(qū)域內(nèi)需建基站數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過4G基站。基站選址通常要考慮成本、覆蓋率和基站容量等因素。隨著5G新基建的快速推進(jìn)，如何基于用戶需求、使用計(jì)算機(jī)技術(shù)和優(yōu)化策略，對(duì)數(shù)量龐大的5G基站進(jìn)行最優(yōu)選址規(guī)劃，成為了目前亟待解決的問題，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，也可有效克服人工選址方法人力資源和時(shí)間開銷高、規(guī)劃決策存在片面性等不足。

傳統(tǒng)的基站選址采用人工規(guī)劃的方式實(shí)施，雖然針對(duì)性強(qiáng)、準(zhǔn)確度較高，但是需要耗費(fèi)大量的人力資源和時(shí)間成本，且很大程度上依賴規(guī)劃設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，使得人工規(guī)劃方法只能適用于小范圍、少量的基站選址，無法適用于大范圍內(nèi)數(shù)量龐大的5G基站選址。

為了輔助通信運(yùn)營商用最少的代價(jià)規(guī)劃建設(shè)布局合理且滿足用戶需求的5G基站，一些公知的方法將啟發(fā)式算法和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)用于5G基站選址。例如，馬瀟雅等(專利202110844402.X，2021)將5G基站布局選址問題轉(zhuǎn)化為最大覆蓋面積問題，以可視多邊形算法來模擬信號(hào)毫米波的傳播范圍，將基站總覆蓋范圍的可視多邊形面積作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，集成到人工免疫優(yōu)化算法中求解基站選址問題，該方法可以提高基站覆蓋范圍、減少基站數(shù)量，但很容易陷入局部最優(yōu)，準(zhǔn)確性和效率也較低。劉家欣(劉家欣.基于帶權(quán)極小模理想點(diǎn)法的5G網(wǎng)絡(luò)基站選址優(yōu)化[D].西安電子科技大學(xué),2019)提出了基于帶權(quán)極小模理想點(diǎn)法的5G基站選址方法，將遺傳算法與粒子群算法相結(jié)合，構(gòu)造了極小模理想點(diǎn)目標(biāo)函數(shù)，最后再經(jīng)過選擇、交叉、變異等操作得到滿足多目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解，由于遺傳算法搜索效率較低，該方法不能高效地實(shí)現(xiàn)實(shí)際中數(shù)量龐大的5G基站選擇。劉璐等(劉璐,王鵬,龐澤峰.基于連續(xù)聚類算法的5G站址敏捷規(guī)劃方案[J].電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化,2022,35(3):68-71.)提出了一種基于柵格密度的連續(xù)聚類算法，將5G仿真得到的弱覆蓋柵格作為數(shù)據(jù)源輸入，使用DBSCAN聚類算法得到初步有效的柵格數(shù)據(jù)，再使用K-Means聚類算法輸出5G基站站址，最后使用K值為3的K-Means聚類算法完成初始工參規(guī)劃，雖然基于聚類方法能高效地得到基站選址結(jié)果，但不能保證用最少的基站達(dá)到最大的覆蓋率，無法合理控制成本，準(zhǔn)確性也較低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用戶需求驅(qū)動(dòng)的5G基站選址方法，使用最少的基站數(shù)達(dá)到最大的覆蓋率，并在用戶需求大的區(qū)域增加基站個(gè)數(shù)，高效準(zhǔn)確地獲取5G基站選址的結(jié)果。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明用戶需求驅(qū)動(dòng)的5G基站選址方法包括以下步驟：

S1：對(duì)于需要新建5G基站的規(guī)劃區(qū)域，構(gòu)建覆蓋了全部規(guī)劃區(qū)域的最小外包矩形作為矩形規(guī)劃區(qū)域A；獲取矩形規(guī)劃區(qū)域A頂點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)并變換至平面直角坐標(biāo)，將矩形規(guī)劃區(qū)域A變換至歐氏平面直角坐標(biāo)系；