[发明专利]一种基于呼吸直方图算法的移动通信网络覆盖优化方法

权利要求书

1.一种基于呼吸直方图算法的移动通信网络覆盖优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

在每个基站内所有基站小区的每台天线构建双极化天线信号传播模型，从双极化天线信号传播模型中计算每个基站小区内的采样点的信号强度；

将每个基站小区与采样点信号强度相关的参考信号接收电平RSRP、信噪比SINR、重叠覆盖率OCR三个参数作为优化目标，将每个基站中基站小区的天线的发射功率P_i、方位角A、下倾角D作为网络优化的决策变量进行编码从而构成一个种群；

对由决策变量编码而来的种群，利用呼吸直方图算法对种群进行迭代，不断地更新种群直到前后两次迭代种群的聚合适应值的差值小于设定阈值或者迭代次数达到设定的最大迭代次数；

从最后更新的一个种群中得到优化后的参考信号接收电平RSRP、信噪比SINR、重叠覆盖率OCR三个优化目标，并对该种群进行决策变量编码的解码运算，得到每个基站小区中对应优化后的天线的发射功率P_i、方位角A、下倾角D参数。

2.根据权利要求1中所述基于呼吸直方图算法的移动通信网络覆盖优化方法，其特征在于，构建双极化天线信号传播模型计算每个基站小区内的采样点的信号强度的步骤为：

根据双极化定向天线的天线增益G、水平3dB功率角θ₁、垂直3dB功率角θ₂，实测的参考信号接收电平RSRP、实测的信噪比SINR、基站的底部中心坐标O(X₀,Y₀)，天线的挂高H、方位角A、下倾角D、发射功率P_i，计算双极化定向天线电磁波信号覆盖范围内任意一个采样点S(X₁,Y₁)的信号强度。

3.根据权利要求2中所述基于呼吸直方图算法的移动通信网络覆盖优化方法，其特征在于，计算双极化定向天线电磁波信号覆盖范围内任意一个采样点S(X₁,Y₁)的信号强度的步骤为：

根据下面的式子解出双极化定向天线所发出电磁波信号的中心波瓣点M(X_M,Y_M)坐标：

从上式得到M(X_M,Y_M)后，由下式计算中心波瓣点M(X_M,Y_M)到双极化定向天线的距离d如下式为：

从上式得到中心波瓣点M(X_M,Y_M)到双极化定向天线的距离d后，进而由下式计算中心波瓣点M(X_M,Y_M)处的信号功率P_M如下式为：

将上式两边对10取对数变换可得到中心波瓣点M(X_M,Y_M)处的信号强度P_M的对数表示如下式：

变换后P_M的单位为分贝毫瓦；P_T为天线的发射功率，单位为瓦特，n为天线发出电磁波的衰减系数；

接着，由P_M求得双极化定向天线发出的电磁波在水平3dB功率点N处的信号强度P_N如下式为：

从上式求解在双极化定向天线电磁波信号覆盖范围内任意一个采样点S(X₁,Y₁)到天线的距离d₁如下式：

其中，d₀为采样点S(X_S,Y_S)到基站坐标O(X₀,Y₀)的水平距离；

从下式求解采样点S(X₁,Y₁)与天线电磁波信号中心波瓣传播方向的垂直偏转角

其中，d₂为采样点S(X₁,Y₁)到中心波瓣点M(X_M,Y_M)的水平距离；

然后，计算水平偏移投影点P处的信号强度P_P如下式为：

其中，水平偏移投影点P是以O为圆心以OM为半径在水平面上的圆弧与线段OS的延长线的交点；

计算垂直偏移投影点Q处的信号强度P_Q如下式为：

其中，垂直偏移点Q是以O'为圆心d₁为半径的竖直平面内的圆弧与直线O'P的交点；

计算垂直3dB功率点R的功率P_R如下式为：

P_R＝P_Q-3

最后如下面式子计算采样点S(X₁,Y₁)的信号强度P_S为：

其中，

对每个双极化定向天线进行多次信号采样，根据采样结果调整其信号衰减系数n的取值。