一種基于光纖回傳的選址組網(wǎng)方法
【專利摘要】本發(fā)明例提供了一種基于光纖回傳的微蜂窩基站的選址組網(wǎng)方法，以達到快速準確找到最適合部署的微蜂窩基站和生成微蜂窩基站網(wǎng)絡拓撲。所述方法包括：統(tǒng)計待部署地區(qū)的人口分布，得到微蜂窩基站候選集J；綜合人口分布和造價成本因素，依據(jù)改進的權值公式計算候選集J中微蜂窩基站的權值；將計算的權值應用于貪婪隨機自適應搜索算法求得待部署地區(qū)的覆蓋人口數(shù)量最大的微蜂窩基站最優(yōu)集J*；利用Prim算法生成連通最優(yōu)集J*中微蜂窩基站的網(wǎng)絡拓撲。
【專利說明】—種基于光纖回傳的選址組網(wǎng)方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術領域】，尤其涉及一種基于光纖回傳的微蜂窩基站的選址組網(wǎng)方法。
【背景技術】
[0002]隨著移動互聯(lián)應用、智能終端的日益普及，室內(nèi)和熱點業(yè)務的比重迅速增長，網(wǎng)絡熱點和盲點亟需靈活的方案來完善覆蓋。微蜂窩基站以其小型化、低功耗、高寬帶、可控制和智能化，成為分流宏基站業(yè)務的主流設備，經(jīng)過多年發(fā)展，已趨于成熟并得到廣泛應用。
[0003]微蜂窩基站的部署不僅需要基站設備，還要考慮業(yè)務回傳。已有宏基站回傳往往米用分組傳送網(wǎng)(Packet Transport Network, PTN) / 無線接入網(wǎng) IP 化(IP Radio AcessNetwork, IP RAN)等技術，這些網(wǎng)絡目前只覆蓋到了 2G、3G宏基站層面，如果用于連接微蜂窩站點，不得不將光纜和設備延伸到比現(xiàn)有宏基站密度高10多倍的節(jié)點上，建設難度很大。另一方面，現(xiàn)有駐地寬帶接入網(wǎng)絡，一般根據(jù)人口密度進行部署，但是從運營商的反饋來看，對駐地寬帶網(wǎng)絡的投資回報并不樂觀，主要的因素是實際連接率較低，而這張廣為覆蓋、接入帶寬高且并未充分利用的駐地寬帶接入網(wǎng)絡恰好和微蜂窩基站即將部署的層面相吻合，并且只需要從分光器連接小段末端光纖就可以實現(xiàn)快捷接入，這為解決微蜂窩基站回傳提出了一個新的思路:將移動回傳和固定接入網(wǎng)絡充分結合。
[0004]在現(xiàn)有技術中，微蜂窩基站的部署主要依據(jù)小區(qū)用戶滿意度并結合業(yè)務量，主觀性較強，尤其基于固定接入網(wǎng)回傳的微蜂窩基站的部署，單純從覆蓋話務量、覆蓋人口考慮部署，未考慮到光纖接入段的接入成本量以及微蜂窩基站間的網(wǎng)絡建設成本，難以確定最適合的部署位置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種基于光纖回傳的微蜂窩基站的選址組網(wǎng)方法，以達到快速準確找到最適合部署的微蜂窩基站和生成微蜂窩基站網(wǎng)絡拓撲。
[0006]本發(fā)明一方面提供了一種確定微蜂窩基站的選址組網(wǎng)方法，該方法包括:
[0007]統(tǒng)計待部署地區(qū)的人口分布，得到微蜂窩基站候選集J ；
[0008]綜合人口分布和造價成本因素，依據(jù)改進的權值公式計算候選集J中微蜂窩基站的權值；
[0009]將計算的權值應用于貪婪隨機自適應搜索算法求得待部署地區(qū)的覆蓋人口數(shù)量最大的微蜂窩基站最優(yōu)集;
[0010]利用Prim算法生成連通最優(yōu)集中微蜂窩基站的網(wǎng)絡拓撲。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1為一種基于光纖回傳的確定微蜂窩基站部署的方法流程圖；
[0012]圖2為綜合人口分布和造價成本因素計算改進權值的方法流程圖；[0013]圖3為利用基于改進權值的貪婪隨機自適應搜索算法確定最優(yōu)微蜂窩基站的流程圖；
【具體實施方式】
[0014]為使本發(fā)明的目的、技術方案以及優(yōu)點表達得更清楚明白，下面結合具體步驟和附圖詳細說明本發(fā)明提供的技術方案。
[0015]本發(fā)明公開了一種確定微蜂窩基站的選址組網(wǎng)方法，在微蜂窩基站部署過程中，微蜂窩基站覆蓋的人口數(shù)量是一個很好的參考因素，待部署地區(qū)的總數(shù)據(jù)流量與該地區(qū)的人口數(shù)量息息相關。本發(fā)明通過對微蜂窩基站的權值計算進行改進，再應用到貪婪隨機自適應搜索算法中求出待部署地區(qū)人口數(shù)量覆蓋較大的N個微蜂窩基站，并將這些最優(yōu)微蜂窩基站通過Prim算法生成微蜂窩基站網(wǎng)絡拓撲，從而來分析最適合部署的微蜂窩基站，在此基礎上指導微蜂窩基站之間的網(wǎng)絡部署。其中，所述N為自然數(shù)，具體數(shù)值需要根據(jù)光纖回傳網(wǎng)絡規(guī)劃要求的遠程終端的數(shù)量確定。
[0016]如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于光纖回傳的微蜂窩基站的部署方法，具體如下:
[0017]步驟101、統(tǒng)計待部署地區(qū)的人口分布，得到微蜂窩基站候選集J。
[0018]在本發(fā)明步驟中，把待部署地區(qū)按照一定的比例劃分成不同區(qū)域的蜂窩小區(qū)，得到M個蜂窩小區(qū)，蜂窩大小可以根據(jù)需要部署的微蜂窩基站的覆蓋范圍大小為基準進行劃分，然后統(tǒng)計每個蜂窩對應區(qū)域的人口數(shù)量，形成該地區(qū)的人口分布。在待部署地區(qū)的M個蜂窩地理覆蓋范圍內(nèi)的對應區(qū)域中，搜索適合的部署微蜂窩基站的位置，得到初始的M個微蜂窩基站部署位置作為待部署微蜂窩基站的候選集J。其中，所述M為自然數(shù)，|J|=M。
[0019]步驟102、綜合人口分布和造價成本因素，依據(jù)改進的權值公式計算候選集J中微蜂窩基站的權值。
[0020]在本發(fā)明步驟中，上述綜合人口分布和造價成本因素，對現(xiàn)有的微蜂窩基站權值的計算方法進行改進，不再將人口數(shù)量作為唯一考慮的權值因子，由于微蜂窩基站部署成本是實際部署時考慮的重要因素，加入與微蜂窩基站相關的造價成本因子，有利于排除那些部署成本高、覆蓋人口數(shù)量相對較小的微蜂窩基站，使得在節(jié)約成本的前提下得到最優(yōu)的微蜂窩基站部署。
[0021]其中，所述人口分布為步驟101統(tǒng)計到的候選集J中M個微蜂窩基站各自所能覆蓋的人口數(shù)量；所述造價成本為微蜂窩基站部署所需要的光纖鏈路造價、機房造價、運維成本之和。
[0022]所述改進的權值公式涉及的符號說明如下:
[0023]x1:候選集J中第i個微蜂窩基站覆蓋的人口數(shù)量，其中，J={1，2，...，M}，I ≤ i ≤ M，XiX)；
[0024]X %所組成的覆蓋的人口數(shù)量集合,其中，X=Ix1, X2,...，xM}；
[0025]Y1:候選集J中第i個微蜂窩基站的部署成本，其中，Yi>0 ；
[0026]Y 所組成的部署成本集合,其中，Y=Iy1, y2,..., yM}；
[0027]Ex:人口數(shù)量集合X的均值，其中，EX>0;
[0028]Dx:人口數(shù)量集合X的方差，其中，Dx>0;[0029]Ey:部署成本集合Y的均值，其中，Ey>0;
[0030]Dy:部署成本集合Y的方差，其中，Dy>0;
[0031]X1:候選集J中第i個微蜂窩基站覆蓋的人口數(shù)量歸一化值，其中，Xi > 0 ；
[0032]j:歸一化的人口數(shù)量集合 X,其中，J = (^1, X2, , Xm]-,
[0033]J1:候選集J中第i個微蜂窩基站部署成本歸一化值，其中，元> 0;
[0034]Y:歸一化的部署成本集合Y，其中】~=.F2,...，少
[0035]&:候選集J中第i個微蜂窩基站部署所需的光纖鏈路造價，其中，fi>0 ；
[0036]S1:候選集J中第i個微蜂窩基站部署所需的機房造價，其中，Si>0 ；
[0037]I1:候選集J中第i個微蜂窩基站部署所需的運維成本，其中，IiX)；
[0038]A:人口數(shù)量權值因子系數(shù)，其中，0〈A〈1 ;
[0039]B:部署成本權值因子系數(shù)，其中，0〈B〈1 ；
[0040]W1:候選集J中第i個微蜂窩基站的總權值；
[0041]上述各符號的具體關系和計算步驟具體如下:
[0042]步驟201、計算微蜂窩基站成本因子。
[0043]其中，&為候選集J中第i個微蜂窩基站部署所需的光纖鏈路造價，所述的微蜂窩基站部署所需的光纖鏈路為使用Di`jkstra算法求得的上行光纖回傳光接入設備或待部署地區(qū)已部署的宏蜂窩基站到候選集`J中各個微蜂窩基站造價最小的光纖鏈路，包括使用已有的光纖鏈路資源和新建的光纖鏈路資源&所表示的微蜂窩基站部署所需的機房造價包括基站設備成本、站址獲取成本、工程安裝成本等費用所表示的微蜂窩基站部署所需的運維成本包括租賃成本、耗電成本、維護成本等費用。則微蜂窩基站成本因子計算公式如下式1-1所不:
[0044]y^fj+Sj+li 式 1-1
[0045]步驟202、分別計算人口數(shù)量集合X和部署成本集合Y的均值、方差。
[0046]人口數(shù)量集合X的均值、方差計算如下式1-2、式1-3所示:
IM
[0047]Ex =xi 式 1-2
J I 1=1
[0048]Dx = ry x X (A'； ^ Exl 式 1-3
\J I =I
[0049]部署成本集合Y的均值、方差計算如下式1-4、式1-5所示:
I ^
[0050]Ey = r-1x式 1-4
Kl
[0051]Dy ^ ry x X iyi ~ Erl 式 1-5
\J i=l
[0052]步驟203、分別將人口數(shù)量集合和部署成本集合的權值因子歸一化。
[0053]權值因子歸一化計算公式如下式1-6、式1-7所示:
【權利要求】
1.一種基于光纖回傳的微蜂窩基站的選址組網(wǎng)方法，其特征在于，包括: 統(tǒng)計待部署地區(qū)的人口分布，得到微蜂窩基站候選集J; 綜合人口分布和造價成本因素，依據(jù)改進的權值公式計算候選集J中微蜂窩基站的權值； 將計算的權值應用于貪婪隨機自適應搜索算法求得待部署地區(qū)的覆蓋人口數(shù)量最大的微蜂窩基站最優(yōu)集; 利用Prim算法生成連通最優(yōu)集J*中微蜂窩基站的網(wǎng)絡拓撲。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述統(tǒng)計待部署地區(qū)的人口分布具體為: 把所述待部署地區(qū)以所述待部署的微蜂窩基站覆蓋面積為基準，劃分成不同區(qū)域的蜂窩，蜂窩數(shù)量為M，統(tǒng)計每個蜂窩范圍內(nèi)的人口數(shù)量，形成所述待部署地區(qū)的人口分布。其中，所述M為自然數(shù)。
3.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述得到微蜂窩基站候選集J具體為: 在所述待部署地區(qū)劃分的每個蜂窩小區(qū)內(nèi)搜索適合部署微蜂窩基站的位置，作為候選的微蜂窩基站部署位置，得到初始的M個微蜂窩基站部署位置作為待部署微蜂窩基站的候選集J。其中，|J|=M。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，綜合人口分布和造價成本因素，依據(jù)改進的權值公式計算候選集J中微蜂窩基站的權值具體為: 對所述微蜂窩基站權值的計算方法進行改進，提出改進的權值計算公式，不再將人口數(shù)量作為唯一考慮的權值因子，加入與微蜂窩基站相關的造價成本因子，進行聯(lián)合評估，有利于排除那些部署成本高、覆蓋人口數(shù)量少的微蜂窩基站，使得在節(jié)約成本的前提下得到最優(yōu)的微蜂窩基站部署。
5.如權利要求4所述的方法，其特征在于，所述成本造價因子具體為: 所述成本造價因子，包括光纖鏈路造價、機房造價、運維成本，其中，所述光纖鏈路為使用Dijkstra算法求得的上行光纖回傳光接入設備或待部署地區(qū)已部署的宏蜂窩基站到候選集J中各個微蜂窩基站造價最小的光纖鏈路，包括使用已有的光纖鏈路資源和新建的光纖鏈路資源；所述機房造價為微蜂窩基站部署所需的機房造價包括基站設備成本、站址獲取成本、工程安裝成本；所述運維成本為微蜂窩基站部署所需的運維成本包括租賃成本、耗電成本、維護成本。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述求得待部署地區(qū)的覆蓋人口數(shù)量最大的微蜂窩基站最優(yōu)集具體為: 根據(jù)所述光纖回傳網(wǎng)絡規(guī)劃要求的遠程終端的數(shù)量N，通過將所述計算的改進權值應用于貪婪隨機自適應搜索算法求得待部署地區(qū)的覆蓋人口數(shù)量最大的微蜂窩基站最優(yōu)集J*0其中，所述N為自然數(shù)，所述M大于N，|J*|=N。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，利用Prim算法生成連通最優(yōu)集中微蜂窩基站的網(wǎng)絡拓撲具體為: 所述求得的微蜂窩基站最優(yōu)集為基于光纖回傳的微蜂窩基站網(wǎng)絡部署所要求的網(wǎng)絡節(jié)點。在滿足優(yōu)化網(wǎng)絡部署成本的基礎上，為達到網(wǎng)絡節(jié)點間的互聯(lián)互通，需要利用Prim算法求得連通最優(yōu)集中最優(yōu)微蜂窩基站的光纖鏈路，所述光纖鏈路包括使用已有的光纖鏈路資源和新建的光纖鏈路資源，使得該微蜂窩基站網(wǎng)絡的總體成本最小。
【文檔編號】H04W16/20GK103619029SQ201310665282
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權日:2013年12月10日
【發(fā)明者】李慧, 于耀程, 紀越峰 申請人:北京郵電大學