[发明专利]一种结合图论与遗传算法的移动通信自动频率规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及移动通信领域，尤其涉及一种结合图论与遗传算法的蜂窝移动通信网络的自动频率规划方法。

背景技术

无线网络规划的设计目标是指导工程以最低的成本建造成符合预期话务需求，具有一定服务等级的移动通信网络，主要包括信息收集、容量规划、覆盖规划、布站勘察、频率规划等方面的内容。其中，频率规划是一项十分关键的技术，频率规划质量的好坏将对网络质量起决定性影响。

在无线通信领域，频率资源是一项珍贵资源。提高频谱资源利用效率即是在有限的频谱资源范围内，在保证网络质量可以被接受的前提下，提高网络容量。要提高网络容量，就必须对有限的频率资源进行重复使用。频率复用虽提高了网络容量，但又带来了新问题——通话质量的恶化。频率复用越紧密，带来的网络干扰也越大。如何取得网络容量和话音质量的平衡是频率规划必须解决的问题。也就是说，一个良好的频率规划必须在维持可接受的话音质量的基础上实现频率的充分利用。

目前，在蜂窝移动通信工程中常用的频率规划方法是以4×3、3×3、2×6等为代表的簇复用方式，此种频率规划方法虽然操作简单，但是由于实际网络建设受限于地形地物，小区覆盖通常不为规则的蜂窝形状，因此频率规划结果存在频点锁定、网络干扰不平衡、规划精度差等缺点。

中国专利CN101047937A公开一种基于遗传算法的移动通信频率规划方法，提出了基于遗传算法的BCCH信道频点分配方案，但没有考虑TCH信道、GPRS信道以及运用跳频技术的频点分配问题，只能实现部分的系统频率规划功能。

中国专利CN101331778A公开一种对蜂窝通信系统进行频率规划的装备和方法，提出了使用干扰矩阵进行频率规划的方法，但当小区数量增加时，干扰矩阵会以几何倍数增大，运算速度严重下降，无法适用于大规模部署的蜂窝网络。

发明内容

本发明的目的在于针对现有的蜂窝移动通信系统存在的上述不足，提供一种可实现快速准确的自动频率规划的结合图论与遗传算法的移动通信自动频率规划方法。

本发明包括以下步骤：

1)获取规划区域内各小区接收到其他小区的接收信号强度，与信号强度阈值进行比较，建立小区关系无向图矩阵，所述小区关系无向图矩阵用于表示规划区域内任意两个不同小区之间是否关联；

2)选择规划区域内的一个小区作为当前小区；

3)根据所述小区关系无向图矩阵，对当前小区运用贪婪策略进行第一次频点分配，若分配成功，得到当前小区的第一频点，则执行步骤2)，直到所有小区都完成第一次频点分配；

若分配失败，则减少信号强度阈值，然后执行步骤1)，重新建立小区关系无向图矩阵；

4)根据所述小区关系无向图矩阵，运用图论算法生成多个频率规划初始解，作为遗传算法的初始解种群；

5)运用遗传算法对所述初始解种群进行遗传运算，直至满足遗传算法的终止条件，输出当前种群的最优个体作为频率规划结果；

6)采用所述频率规划结果对规划区域中的各个小区进行频点分配。

在步骤1)中，所述获取规划区域内各小区接收到其他小区的接收信号强度的具体步骤如下：

以小区k_j发射机所在栅格点为中心划定一个多格区域，设主小区为k_i，查找所述主小区k_i到所述多格区域的多个接收信号强度并求均值，此均值即为小区k_j接收到主小区k_i的接收信号强度。

所述信号强度阈值的设置方法如下：

建立包括有多个阈值的信号强度阈值数组D，取所述信号阈值数组D的最大阈值为信号强度阈值D_th。

所述建立小区关系无向图矩阵的具体步骤如下：

比较所述每个小区接收到其他小区的接收信号强度与所述信号强度阈值D_th，若第一小区接收到第二小区的接收信号强度大于D_th，则认为第二小区对第一小区相关联，并将小区关系无向图矩阵中表示第二小区对第一小区相关联的相应位标为1；否则标为0。

在步骤3)中，所述运用贪婪策略进行第一次频点分配的具体步骤如下：