一種cdma網絡pn碼規劃的方法及裝置的製作方法
2023-08-11 13:53:46 1
專利名稱：一種cdma網絡pn碼規劃的方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線通信領域，尤其涉及CDMA網絡PN碼規劃領域。
背景技術：
CDMA網絡是碼分多址系統，用於區分不同信道的碼包括PN短碼、PN長碼、Walsh 碼等。其中PN短碼由15位偽隨機序列發生器產生。在CDMA的前向信道中PN短碼用來正交調製。網絡中不同基站使用不同相位的PN短碼進行調製，利用不同的相位偏置來區分小區。為了區分同一小區的多徑PN短碼和不同小區的PN碼，在小區PN短碼分配時，相鄰小區需要設置足夠大的相位間隔。根據3GPP2的技術規範，相鄰PN短碼之間的最小相位間隔為64個碼片。在實際的CDMA網絡中，為了不產生PN碼混淆，實際使用的PN碼間隔往往是64個碼片的整數倍，該倍數用Pilot_Inc表示。在規定PilotJnc後，CDMA網絡中可用的PN碼相位就變成了 512/Pilot_InC個。本文在不引起混淆的情況下，稱某個PN碼為對位某個相位的PN短碼。現有PN碼規劃的一般方法步驟為①根據待規劃網絡特性確定最小PN碼片偏移間隔的整數倍，稱為PilotJnc ；②根據PilotJnc確定可使用的PN碼，並對其分為多個集合，形成可用PN碼集合(即本文中所提到的各個PN碼組所組成的集合)；③根據待規劃網絡基站分布特性和設定的規則對網絡基站分簇；④根據基站分簇結果，對可用PN碼集合中元素和待分配基站進行映射；⑤根據映射情況按照某種評估規則對分配結果進行局部調離
iF. ο目前與本發明所涉及問題相關的主要專利如下。在國內專利方面有以下兩個專利《一種用於CDMA蜂窩系統的PN規劃方法》(申請號/專利號:CN200410000510. 5)，《一種在CDMA網絡中自動PN規劃的方法》(申請號/專利號CN200710165391. 2)；在美國主要* 以T"一1 ^;^ ((Method and apparatus for configuring PN-offsets for a non-uniform CDMA cellular network》(申請號 / 專利號6317453)，《System and method for PN offset index planning in a digital CDMA cellular network》(申請號 / 專禾丨J 號:6490313),《System and methods for minimizing interference and optimizing PN planning in CDMA netword》(申請號/專利號6618432)。下面對各專利提案所提出的方法進行簡要回顧。在《一種用於CDMA蜂窩系統的PN規劃方法》中，提出了一種從全網角度控制PN規划過程的操作流程。該方法側重於提出一種規範的PN碼規劃流程。在《一種在CDMA網絡中自動PN規劃的方法》中，給出了一種對待指配PN碼和待規劃站點進行優先級設定的方法，根據優先級設定提出以下這樣一種PN碼規劃方法在每次迭代過程中，將具有最高優先級的PN碼分配給優先級最高的站點。在〈〈Method and apparatus for configuring PN-offsets for a non-uniform CDMA cellular network》中，提出了一種將密集基站群和稀疏基站群分別處理的方法，其思想是將可用PN碼分為大小不同的兩個子集，在將PN碼分配到相應的基站群中。在((System and method for PN offset index planning in a digital CDMA cellular network))中，提出一種以當前幹擾最小為依據並以每個小區作單位為每個小區指配最優PN碼的方法。在《System and methods for minimizing interference and optimizing PN planning in CDMA netword》中，算法採用迭代的思路，首先根據設定的系統參數選定分配難度最高的待分配小區進行PN碼分配，然後通過識別出分配後效果較差的基站，調整該基站的PN碼，最後達到提高PN碼分配質量的效果。從上述對現有技術方法的回顧可知，在現有技術方案中，主要存在以下一些問題現有技術方法中往往出現將問題過度簡化的情況。例如將現網中複雜多變的網絡拓撲結構抽象成六邊形蜂窩等的簡單拓撲結構。應用這種抽象來對基站進行分簇往往無法保證PN復用的距離。另一種簡化手段是採用仿真的手段和路損時延計算來衡量現網中的幹擾情況，而實際網絡中的幹擾往往是很難精確仿真處理的，而且也與現網中的鄰區配置有密切的關係。而現有技術方案中並未結合現網鄰區配置來規劃PN碼規劃的描述。因此現有技術方法通常是針對某種特定的拓撲結構而設定的特定的PN碼規劃方案，適用範圍很有局限性。
發明內容
本發明提供一種CDMA網絡PN碼規劃的方法及裝置，能夠在進行PN碼規劃時可以應用於各種網絡拓撲結構，具有較強的廣泛性。本發明提供的CDMA網絡PN碼規劃的方法，包括步驟獲取待規劃基站的工程參數和地貌標識；所述工程參數包括基站的坐標；根據所述基站的坐標獲得待分配基站的物理距離，根據所述物理距離和地貌標識對所述待分配基站進行分簇，並對每個簇進行編號；所述簇中的基站數量不大於所述PN碼組的數量；將每個所述簇中的基站分為大小均衡的子簇，並對每個子簇進行編號，所述子簇的數量不大於所述可用PN碼組中的子集合的數量；按照簇編號和子簇編號選取每個分簇中每個子簇的基站隨機分配相應PN碼組。本發明提供的CDMA網絡PN碼規劃的裝置，包括接收裝置，用於接收待規劃基站的工程參數和地貌標識；所述工程參數包括基站的坐標；基站分簇裝置，用於根據所述基站的坐標獲得待分配基站的物理距離，根據所述物理距離和地貌標識對所述待分配基站進行分簇，並對每個簇進行編號；所述簇中的基站數量不大於所述PN碼組的數量；將每個所述簇中的基站分為大小均衡的子簇，並對每個子簇進行編號，所述子簇的數量不大於所述可用PN碼組中的子集合的數量；PN碼分配裝置，用於按照簇編號和子簇編號選取每個分簇中每個子簇的基站隨機分配相應PN碼組。本發明考慮了待分配基站的空間距離對待規劃基站進行分簇和分子簇，使後續的PN碼規劃能綜合考慮空間距離和地理特性，因此本發明對現網待規劃基站的拓撲結構不需要特定的假設(例如蜂窩六邊形等)，因為具有更加廣泛的適用性。
圖1為本發明CDMA網絡PN碼規劃的方法的流程圖；圖2為一個實施例中分簇的流程圖；圖3為一個實施例中分子簇的流程圖；圖4為8階Hilbert曲線空間賦值示意圖；圖5為一個實施例中PN碼初始化分配的流程圖；圖6為一個實施例中PN碼初始化的結果進行遺傳進化的流程圖；圖7為一個實施例中PN碼局部優化的流程圖；圖8為一個實施例中CDMA網絡PN碼規劃的裝置的邏輯框圖。
具體實施例方式本發明提供了一種CDMA網絡PN碼規劃的方法和相應的裝置。所提的方法對PN 碼集合的劃分方法採用工程上常用的方法將PN碼劃分成四個互不相交的子集合，也就是 PN碼組(當然不排除現有技術中分成其他數量的可能)。因該方法較為常用，在本提案中不再贅述，將假定已經將可用PN碼分為四個子集合，記為PNSETi, i = 1，2，3，4。本發明的方法包括的步驟如圖1所示。根據用戶輸入的現網工程參數和現網可用PN碼組情況，對待規劃基站進行智能分簇，在本發明提供的CDMA網絡PN碼規劃的裝置中，該分簇的功能由基站分簇裝置實現。 由於現有技術中往往將可用PN碼劃分成四個PN碼組，因此在對基站進行大的團簇劃分之後還需要將每一個團簇劃分為四個子簇。本發明中，在不引起混淆的情況下，簇指對基站進行大團簇劃分的基站邏輯點集合，子簇指對大團簇劃分成四個子簇的基站邏輯點集合。稱簇(或子簇)的大小為簇(或子簇)內具有的基站邏輯點的個數。因此分簇的過程包括基站分簇的步驟和基站子簇劃分的步驟。分簇的具體過程如下步驟1 獲取待規劃基站的工程參數和地貌標識；工程參數包括基站的坐標；步驟2 根據基站坐標可以獲知待規劃基站的物理距離(地貌標識指基站是否在山地上、河道水域上、周圍是否有建築物阻擋等信息)，以現網可用PN碼組數量為約束對待分配基站進行分簇，即簇中的基站數量不大於所述PN碼組的數量；並對每個簇進行編號。 由於每個分簇中基站的個數不多於PN碼組數量，因此保證了後續分配PN碼時PN碼組映射之後在同一分簇內不會出現PN碼組重複的情況。分子簇的具體過程如下步驟3 將每個簇中的基站分為大小均衡的子簇，並對每個子簇進行編號，子簇的數量不大於所述可用PN碼組中的子集合的數量；完成上述分簇和分子簇的過程後，按照簇編號和子簇編號選取每個分簇中每個子簇的基站隨機分配相應PN碼組(步驟4)。在本發明提供的CDMA網絡PN碼規劃的裝置中， 該功能由PN碼分配裝置完成。
在現有技術方案中，對全網分配的智能化程度不夠高，需要人工幹預的情況較多。 例如現有技術方案中，沒有關於基站分簇的有效算法的提案。特別是面對大規模的網絡，沒有提出系統性的分簇算法。因此，作為對步驟2的進一步優化，以下提供了對基站無須人工幹預的分簇算法。在該優選實施例中，為了使得每個分簇內的基站個數儘可能均衡，作為一個優選實施例，每個分簇中基站個數均接近於可用PN碼數量；並且每個分簇能形成較好的團簇性(團簇性有兩個基本特點1、每個簇內點的距離儘可能靠近；2、每個團簇的點形成凸閉包大致可以形成類似圓形或正方形。)，作為一個實施例，本發明提供了通過計算最小距離的方式來形成聚類的分簇方法，可以達到良好的團簇的效果。如圖2所示
m步驟21 根據密度儘可能大和種子儘可能分散的原則選取一個種子基站(種子
η
基站是指以這些基站為中心，其他基站計算跟這些種子基站的距離)；η為可以使用的PN碼數量，m為待規劃基站的數量。步驟22 對於種子基站之外的各非種子基站，根據經緯度坐標計算各非種子基站與種子基站的距離，然後根據用戶需要可輸入基站地貌標識對計算出的距離進行權值調整，形成賦權距離(賦權距離是一種計算距離，用於定義基站間距。權值可以由用戶設定， 根據無線通信的特性，有時往往距離近的基站因為地貌和建築物的特性可能不產生很強的幹擾，這就要根據具體的特性對物理距離進行調整。賦權距離的計算可以有用戶自行設定。 如不設定，則可使用物理距離計算)；步驟23 對每一個非種子基站，獲取其與其他種子基站的賦權距離，根據該非種子基站與種子基站賦權距離的遠近，選擇距離最近的種子基站，將該基站劃入該種子基站對應的簇中。作為對步驟21至步驟23的進一步優化，在本發明的一個實施例中，在執行完步驟 23後，計算每個種子基站對應簇中所有基站的中心值，該中心值的計算取賦權距離的算術平均值，計算出一個虛擬種子基站(步驟對)，作為新的種子基站。判斷新的種子基站與原有種子基站是否具有相同的地理位置(步驟25)，若是，則執行步驟沈，否則反覆執行步驟 22和步驟23。步驟沈對每個集合聚類結果，記為BTSClusteri,計算所包含的基站數量，記為 IV如果某集合包含基站數量HIi超過n，對該集合則遞歸調用步驟21。圖2列舉了一個優選實施例中利用步驟21至步驟沈進行分簇的流程圖。使用步驟21至步驟沈的分簇步驟的分簇結果比僅僅使用步驟21至步驟23的分簇結果具有更好的團簇性。作為對步驟3的進一步優化，在本發明的一個實施例中，本發明提供了一種基於 Hilbert曲線進行分子簇的途徑，如圖3所示步驟31 根據基站的坐標將包含待規劃基站的區域進行網格化；步驟32 生成8階Hilbert曲線，並對曲線上的Hilbert點進行坐標賦值；步驟33 計算每個待規劃基站到Hilbert曲線上點的距離；步驟34 選擇距離最近的Hilbert曲線點，把曲線點的賦值記錄到該基站，作為該基站的賦值；步驟35 根據簇內的基站賦值大小排序，順序劃分成大小均等的預定數目的子簇。圖4是圖3採用的8階Hilbert曲線上的各點以及各點所賦的值的圖示。本發明對現網待規劃基站的拓撲結構不需要特定的假設(例如蜂窩六邊形等)， 因而具有更廣泛的適用性。現有技術經常對現網進行過度的抽象，例如抽象成蜂窩六邊形等，而真實的網絡經常是不規則的。現有方法往往試圖通過仿真等得出基站間的幹擾情況， 但是現網的環境往往是難以仿真的。本方案考慮了待分配基站的空間距離，同時結合無線網絡環境對空間距離進行賦權。並根據賦權距離對待分配基站進行分簇。因此分簇的算法適用於大部分的待規劃基站分布情況，具有更廣泛的實用性。作為對本發明的進一步的改進，在本發明的一個實施例中，提供了基於點集凸閉包對分簇邊界進行智能識別的方法。通過邊界的識別可以保證後續PN碼規劃中位於邊界的基站其PN碼不發生重複，從而減少發生One-way/Two-way的情況。根據步驟2中分簇的結果，對分簇後位於簇邊界的基站進行識別和標識，以便後續步驟中為是否處於簇邊界中的基站應用不同的分配策略。在本發明提供的種CDMA網絡PN碼規劃的裝置中，還包括分簇邊界識別裝置，該功能由分簇邊界識別裝置完成。在步驟3之後還包括步驟將簇中的基站抽象為坐標點，形成點集，計算該點集的凸閉包(凸閉包算法可以採用離散數學中的Graham算法，也可以採用本領域技術人員公知的其他的算法)，標識位於該凸閉包頂點和邊界上的點；這些凸閉包頂點和邊界上的點就是該分簇邊界上的點。使用本發明時步驟4的實現方法可以使用除本發明之外的任何現有技術實現，本發明提供了一個優選實施例，在執行步驟4時，按照該實施例所提供的算法對待規劃基站進行初始分配。該步驟中對基站的初始分配分成兩個子步驟進行首先對容易影響PN碼規劃質量的分簇邊界進行分配，進而再為分簇內部的基站分配PN碼。在本發明提供的CDMA 網絡PN碼規劃的裝置中，PN碼分配裝置包括PN碼初始化分配裝置，該功能由PN碼初始化分配裝置實現。在PN碼初始化過程中，設計的分配策略是優先分配位於邊界上的基站的PN碼，保證其與相鄰簇中邊界上基站的PN碼不發生PN碼重複的現象，然後以簇為單位分配PN碼， 使得同一簇內的PN碼不發生重複。(1)按簇編號和子簇編號的順序選取每個分簇中每個子簇的基站；(2)對於同一子簇的基站，優先分配位於簇邊界上基站，步驟如下①按基站編號順序選取該子簇中的簇邊界基站；②在不屬於與該子簇的基站中選取距離待分配基站最近的預定數目的基站(預定數目沒有限制，例如可以選擇5個基站)，其對應的PN碼組分配情況記為S1 ；③遍歷該子簇中已分配PN碼組的基站，其對應的PN碼組分配情況記為&④為該基站隨機選取可用PN碼中的相應PN碼組，使其不屬於S1 U &。⑤若該子簇中待分配邊界基站分配完畢，則該子問題結束。否則，返回上述①。分配完邊界基站後按照下述步驟分配內部基站。(3)對於同一子簇的基站，分配位於簇內部的基站，步驟如下①按基站編號順序選取該子簇中的非邊界基站；②遍歷該子簇中已分配PN的基站，其對應的PN碼組分配情況記為S1 『
③為該基站隨機選取相PN碼組集合中的PN碼組，使其不屬於S1'。④若該子簇中待分配邊界基站分配完畢，則該子問題結束。否則，返回上述①。(4)若所有的子簇均遍歷結束，則初始化過程結束。否則，返回上述(2)。圖5為一個應用實例中上述初始化步驟的流程圖。作為對發明的進一步改進，在一個優選實施例中，在按照上述方案對PN碼進行初始化完成後，以初始分配結果為基礎，用遺傳進化的技術對PN碼初始分配的結果進行遺傳進化，提升PN碼分配質量。在本發明提供的CDMA網絡PN碼規劃的裝置中，PN碼分配裝置包括遺傳進化裝置，該功能由遺傳進化裝置實現。(1)設定遺傳進化的代數G，每一代中種群(種群為遺傳算法的專業術語，指挑選出來的PN碼分配的方案集合)大小為M ；(2)重複執行M次上述PN碼初始化的步驟，生成M個PN碼規劃初始分配方案，並令當前進化代數g= 1。(3)對所有的方案計算其適應度評價，選取適應度高的前m個PN碼規劃方案。並將進化代數加1，即g = g+Ι。適應度計算法方法如下。fitness = exp (KXminDist-KaX oneffay-KbX twoffay-Kc X Balance),其中minDist是當前規劃方案中PN碼最小復用距離，oneWay是在當前PN規劃方案中發生one-way情況的次數(one-way可以從給定的PN碼分配方案和鄰區關係表中通過現有技術計算得知)，twoWay是發生tW0_Way情況的次數(two-way可以同給定的PN碼分配方案和鄰區關係表中通過現有技術計算得知)，Balance是PN復用次數的標準差。K、Ka、 Kb, Kc分別為上述minDist、oneWay、twoWay、Balance這些度量指標的權重(具體數字可由用戶自行設定)。該適應度函數體現了 PN碼規劃的三個原則①PN最小復用距離要儘可能的大；②發生one-Way和tw0_Way的情況要儘可能地少；③PN復用次數儘可能均衡。(4)對選取的m個PN碼規劃方案進行進化，生成一個大小為M的新種群。步驟如下①令k為當前已生成PN碼規劃個數，初始化k= 1 ；②從m個PN碼規劃方案中隨機選取兩個作為父母個體；隨機選取子簇編號，交換父母個體中該子簇中所有基站所分配的PN碼；③選取
之間的隨機數，若其大於變異控制參數(該參數可由用戶自行設定)，則執行④，否則執行⑤；④計算最短PN復用距離所對應的基站，查找其所對應的子簇。對該子簇中的PN 碼按照上文的初始化方案進行重新分配。⑤根據適應度最高原則(即Fitness值最大)選取當前最優的PN碼規劃方案，作為第k個PN碼分配方案。令k = k+l。若k彡M，則返回步驟②，否則，該子問題結束。(5)若遺傳進化代數達到G次，選取在該次進化中適應度最高的PN碼規劃方案作
為當前PN碼規劃方案，按照前文所述的方式執行步驟(4)，PN碼規劃結束。否則，返回步驟 ⑶。圖6為一個應用實例中上述遺傳進化步驟的流程圖。作為對本發明的進一步優化，本發明對上述PN碼得初始化方案所生成的M個PN 碼規劃方案進行進一步的局部優化調整。對於上述步驟(3)中分配後效果較差的站點進行局部優化。調整的目標是提升PN碼復用距離。在本發明提供的CDMA網絡PN碼規劃的裝置中，PN碼分配裝置還包括PN碼局部優化裝置，該功能由PN碼局部優化裝置實現。(1)計算出當前PN碼規劃方案中的最小復用距離minDist (在PN碼規劃方案和基站物理距離給定之後，最小復用距離的計算公式是公知的，不再贅述)，並記錄引起最小復用距離的基站，假定共有D個。並初始化k = 1 ；(2)若k彡D，則執行步驟(3)。否則PN碼局部調整失敗，程序結束；(3)以第k個基站為中心作一個半徑為minDist的圓，記錄該圓範圍內所分配的 PN碼集合S ；(4)記第k個基站所在的子簇編號為i，計算集合S中屬於PNSETi (PNSETi為第i 個可用PN碼組)中的PN碼個數，記為N ；(5)若N小於PNSETi中可用PN碼個數，則為第k個基站隨機選取PNSETi中的PN 碼，使其不屬於集合S，本次PN碼局部調整成功，程序結束。否則，k = k+l，轉到步驟(2)。圖7為一個應用實例中上述局部優化步驟的流程圖。本發明綜合考慮現網工程上常見的指標，因而具更有效的實用性。現有技術方案中往往以總幹擾值等作為PN碼規劃的主要目標。這不同於現網工程上經常採用的PN碼最小復用距離等指標。本發明以PN碼最小復用距離、one-way/two-way情況、PN碼復用均衡度等工程上常見目標作為PN碼規劃的目標。應用本發明，可以顯著提升PN碼最小復用距離和PN碼復用均衡度，同時減少PN碼分配中的one-way/two-way現象，提高碼資源利用率。 因此本發明具有更有效的實用性。圖8是本發明的最佳實施例中CDMA網絡PN碼規劃的裝置的邏輯框圖。上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式並不受上述實施例的限制，其他任何未背離本發明的精神實質和原理下所作的修改、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都應包含在本發明的保護範圍之內。
權利要求
1.一種CDMA網絡PN碼規劃的方法，其特徵在於，包括步驟獲取待規劃基站的工程參數和地貌標識；所述工程參數包括基站的坐標； 根據所述基站的坐標獲得待分配基站的物理距離，根據所述物理距離和地貌標識對所述待分配基站進行分簇，並對每個簇進行編號；所述簇中的基站數量不大於所述PN碼組的數量；將每個所述簇中的基站分為大小均衡的子簇，並對每個子簇進行編號，所述子簇的數量不大於所述可用PN碼組中的子集合的數量；按照簇編號和子簇編號選取每個分簇中每個子簇的基站隨機分配相應PN碼組。
2.根據權利要求1所述的CDMA網絡PN碼規劃的方法，其特徵在於，根據所述物理距離和地貌標識對所述待分配基站進行分簇的步驟包括步驟1 選取個種子基站作為每個簇的種子基站，所述m為待規劃基站的數量，η為 η可用PN碼的數量；步驟2 根據所述基站的坐標計算每個非種子基站與所述種子基站的距離，並根據所述基站地貌標識獲得賦權距離；步驟3 獲取每一個非種子基站與每個所述種子基站的賦權距離，並將該非種子基站記錄在距離最小的種子基站的簇中。
3.根據權利要求2所述的CDMA網絡PN碼規劃的方法，其特徵在於，將該非種子基站記錄在距離最小的種子基站的簇中之後還包括步驟計算每個種子基站對應的簇中各基站的中心值作為虛擬種子基站，該中心值取所述賦權距離的算術平均值；判斷所述虛擬種子基站與所述種子基站是否在同一位置，若不在同一位置，則將所述種子基站更新為所述虛擬種子基站執行步驟2和步驟3。
4.根據權利要求1所述的CDMA網絡PN碼規劃的方法，其特徵在於，將每個所述簇中的基站分為大小均衡的子簇的步驟包括根據所述基站的坐標將包含待規劃基站的區域進行網格化； 生成8階Hilbert曲線，並對曲線上的Hilbert點進行坐標賦值； 計算每個待規劃基站到Hilbert曲線上點的距離；選擇距離最近的Hilbert曲線點，把曲線點的賦值記錄到該基站，作為該基站的賦值；根據所述簇內的基站賦值大小排序，順序劃分成大小均等的預定數目的子簇。
5.根據權利要求1所述的CDMA網絡PN碼規劃的方法，其特徵在於，將每個所述簇中的基站分為大小均衡的子簇之後還包括將所述簇中的基站的坐標形成點集，計算該點集的凸閉包，將位於該凸閉包頂點和邊界上的點標識為邊界基站；按照簇編號和子簇編號選取每個簇中每個子簇的基站隨機分配相應PN碼組的步驟具體包括根據所述子簇編號順序選取每個簇中每個子簇的基站； 按基站編號順序選取所述子簇中的所述邊界基站；在不屬於該子簇的基站中選取距離待分配基站最近的預定數目的基站，將對應的PN碼組分配情況記為S1 ；遍歷該子簇中已分配PN碼組的基站，並將對應的PN碼組分配情況記為& 為該基站隨機選取相應PN碼組集合中的PN碼組，使其不屬於S1 U S25 當分配完所述邊界基站後，按基站編號順序選取該子簇中的非邊界基站； 遍歷該子簇中已分配PN的基站，其對應的PN碼組分配情況記為S1 『 為該基站隨機選取相PN碼組集合中的PN碼組，使其不屬於S/。
6.根據權利要求5所述的CDMA網絡PN碼規劃的方法，其特徵在於，所述步驟還包括 設定遺傳進化的代數G，每一代中預先選擇的PN碼分配的方案集合為M ；重複執行M次按照簇編號和子簇編號選取每個分簇中每個子簇的基站隨機分配相應 PN碼組的步驟，生成M個PN碼規劃方案，並令當前進化代數g = 1 ；對該M個PN規劃方案計算適應度，選取適應度高的前m個PN碼規劃方案；並將進化代數g加1，所述適應度計算公式為fitness = exp (KXminDist-KaX oneffay-Kb X twoffay-Kc X Balance), 其中minDist是當前規劃方案中PN碼最小復用距離，oneWay是在當前PN規劃方案中發生one-way情況的次數，twoffay是發生twojay情況的次數，Balance是PN復用次數的標準差。K、Ka、Kb、Kc分別為各度量指標的權重；對選取的m個PN碼規劃方案進行進化，生成一個大小為M的新種群，步驟如下 令k為當前已生成PN碼規劃個數，初始化k= 1 ；從m個PN碼規劃方案中隨機選取兩個作為父母個體；隨機選取所述子簇編號，交換所述父母個體中該子簇中各基站所分配的PN碼；選取
之間的隨機數，若大於變異控制參數，則計算最短PN復用距離所對應的基站，查找該基站所對應的子簇；對該子簇中的PN碼進行重新分配；若不大於變異控制參數， 則將適應度最高的PN碼規劃方案作為第k個PN碼分配方案；若遺傳進化代數達到G次，選取在該次進化中適應度最高的PN碼規劃方案作為當前PN 碼規劃方案，執行重複執行M次按照簇編號和子簇編號選取每個分簇中每個子簇的基站隨機分配相應PN碼組的步驟。
7.根據權利要求6所述的CDMA網絡PN碼規劃的方法，其特徵在於，所述步驟還包括 計算出所述當前PN碼規劃方案中的最小復用距離minDist，並記錄引起最小復用距離的基站，假定共有D個，並初始化k = 1 ；若k彡D，以第k個基站為中心，作一個半徑為minDist的圓，記錄該圓範圍內所分配的 PN碼集合S ；記第k個基站所在的子簇編號為i，計算集合S中屬於PNSETi中的PN碼個數，記為N ； 若N小於PNSETi中可用PN碼個數，則為第k個基站隨機選取PNSETi中的PN碼，使其不屬於集合S。
8.一種CDMA網絡PN碼規劃的裝置，其特徵在於，包括接收裝置，用於接收待規劃基站的工程參數和地貌標識；所述工程參數包括基站的坐標；基站分簇裝置，用於根據所述基站的坐標獲得待分配基站的物理距離，根據所述物理距離和地貌標識對所述待分配基站進行分簇，並對每個簇進行編號；所述簇中的基站數量不大於所述PN碼組的數量；將每個所述簇中的基站分為大小均衡的子簇，並對每個子簇進行編號，所述子簇的數量不大於所述可用PN碼組中的子集合的數量；PN碼分配裝置，用於按照簇編號和子簇編號選取每個分簇中每個子簇的基站隨機分配相應PN碼組。
9.根據權利要求8所述的CDMA網絡PN碼規劃的裝置，其特徵在於，所述基站分簇裝置根據所述物理距離和地貌標識對所述待分配基站進行分簇的功能通過下述過程實現步驟1 選取[!I個種子基站作為每個簇的種子基站，所述m為待規劃基站的數量，η為 ηPN碼組的數量；步驟2 根據所述基站的坐標計算每個非種子基站與所述種子基站的距離，並根據所述基站地貌標識獲得賦權距離；步驟3 獲取每一個非種子基站與每個所述種子基站的賦權距離，並將該非種子基站記錄在距離最小的種子基站的簇中。
10.根據權利要求9所述的CDMA網絡PN碼規劃的裝置，其特徵在於，所述基站分簇裝置還用於將該非種子基站記錄在距離最小的種子基站的簇中之後，計算每個種子基站對應的簇中各基站的中心值作為虛擬種子基站，該中心值取所述賦權距離的算術平均值；判斷所述虛擬種子基站與所述種子基站是否在同一位置，若不在同一位置，則將所述種子基站更新為所述虛擬種子基站執行步驟2和步驟3。
11.根據權利要求8所述的CDMA網絡PN碼規劃的裝置，其特徵在於，所述基站分簇裝置將每個所述簇中的基站分為大小均衡的子簇的功能通過下述過程實現根據所述基站的坐標將包含待規劃基站的區域進行網格化； 生成8階Hilbert曲線，並對曲線上的Hilbert點進行坐標賦值； 計算每個待規劃基站到Hilbert曲線上點的距離；選擇距離最近的Hilbert曲線點，把曲線點的賦值記錄到該基站，作為該基站的賦值；根據所述簇內的基站賦值大小排序，順序劃分成大小均等的預定數目的子簇。
12.根據權利要求8所述的CDMA網絡PN碼規劃的裝置，其特徵在於，還包括分組邊界識別裝置，用於將每個所述簇中的基站分為大小均衡的子簇之後，將所述簇中的基站的坐標形成點集，計算該點集的凸閉包，將位於該凸閉包頂點和邊界上的點標識為邊界基站；所述PN碼分配裝置包括PN碼初始化分配裝置，所述PN碼初始化分配裝置用於按照簇編號和子簇編號選取每個簇中每個子簇的基站隨機分配相應PN碼組 根據所述子簇編號順序選取每個簇中每個子簇的基站； 按基站編號順序選取所述子簇中的所述邊界基站；在不屬於該子簇的基站中選取距離待分配基站最近的預定數目的基站，將對應的PN 碼組分配情況記為S1 ；遍歷該子簇中已分配PN碼組的基站，並將對應的PN碼組分配情況記為& 為該基站隨機選取相應PN碼組集合中的PN碼組，使其不屬於S1 U S25 當分配完所述邊界基站後，按基站編號順序選取該子簇中的非邊界基站； 遍歷該子簇中已分配PN的基站，其對應的PN碼組分配情況記為S1 『 為該基站隨機選取相PN碼組集合中的PN碼組，使其不屬於S/。
13.根據權利要求12所述的CDMA網絡PN碼規劃的裝置，其特徵在於，所述PN碼分配裝置還包括遺傳進化裝置，用於設定遺傳進化的代數G，每一代中預先選擇的PN碼分配的方案集合為M ；重複執行M次按照簇編號和子簇編號選取每個分簇中每個子簇的基站隨機分配相應PN碼組的步驟，生成M個PN碼規劃方案，並令當前進化代數g = 1 ；對該M個PN 規劃方案計算適應度，選取適應度高的前m個PN碼規劃方案；並將進化代數g加1，所述適應度計算公式為fitness = exp (KXminDist-KaX oneffay-Kb X twoffay-Kc X Balance), 其中minDist是當前規劃方案中PN碼最小復用距離，oneWay是在當前PN規劃方案中發生one-way情況的次數，twoffay是發生twojay情況的次數，Balance是PN復用次數的標準差。K、Ka、Kb、Kc分別為各度量指標的權重；對選取的m個PN碼規劃方案進行進化，生成一個大小為M的新種群，步驟如下 令k為當前已生成PN碼規劃個數，初始化k= 1 ；從m個PN碼規劃方案中隨機選取兩個作為父母個體；隨機選取所述子簇編號，交換所述父母個體中該子簇中各基站所分配的PN碼；選取
之間的隨機數，若大於變異控制參數，則計算最短PN復用距離所對應的基站，查找該基站所對應的子簇；對該子簇中的PN碼進行重新分配；若不大於變異控制參數， 則將適應度最高的PN碼規劃方案作為第k個PN碼分配方案；若遺傳進化代數達到G次，選取在該次進化中適應度最高的PN碼規劃方案作為當前PN 碼規劃方案，執行重複執行M次按照簇編號和子簇編號選取每個分簇中每個子簇的基站分配相應PN碼組的步驟。
14.根據權利要求13所述的CDMA網絡PN碼規劃的方法，其特徵在於，PN碼分配裝置還包括PN碼局部優化裝置，用於計算出所述當前PN碼規劃方案中的最小復用距離minDist， 並記錄引起最小復用距離的基站，假定共有D個，並初始化k = 1 ；若k < D，以第k個基站為中心，作一個半徑為minDist的圓，記錄該圓範圍內所分配的 PN碼集合S ；記第k個基站所在的子簇編號為i，計算集合S中屬於PNSETi中的PN碼個數，記為N ； 若N小於PNSETi中可用PN碼個數，則為第k個基站隨機選取PNSETi中的PN碼，使其不屬於集合S。
全文摘要
本發明的CDMA網絡PN碼規劃的方法以及裝置，首先獲取待規劃基站的工程參數和地貌標識；所述工程參數包括基站的坐標；根據所述基站的坐標獲得待分配基站的物理距離，根據所述物理距離和地貌標識對所述待分配基站進行分簇，並對每個簇進行編號；所述簇中的基站數量不大於所述PN碼組的數量；將每個所述簇中的基站分為大小均衡的子簇，並對每個子簇進行編號，所述子簇的數量不大於所述可用PN碼組中的子集合的數量；按照簇編號和子簇編號選取每個分簇中每個子簇的基站隨機分配相應PN碼組。本發明對現網待規劃基站的拓撲結構不需要特定的假設，因為具有更加廣泛的適用性。
文檔編號H04W16/18GK102315893SQ20111028103
公開日2012年1月11日 申請日期2011年9月21日 優先權日2011年9月21日
發明者李炯城, 林惜斌, 肖恆輝, 賴志堅, 陳運動 申請人:廣東省電信規劃設計院有限公司