一種基于改進(jìn)型圖著色的移動通信網(wǎng)頻率指配方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及頻率管理研宄領(lǐng)域，尤其涉及一種基于改進(jìn)型圖著色的移動通信網(wǎng)頻 率指配方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線通信技術(shù)的飛速發(fā)展，各種無線電業(yè)務(wù)對頻譜資源的需求迅速增長，在 移動通信無線網(wǎng)絡(luò)中有數(shù)以萬計的小區(qū)，每個小區(qū)均包含數(shù)目不等的若干頻道，用于傳輸 信令、話音和數(shù)據(jù)，這些頻道都需要指配頻率。一方面由于無線電波傳播空間的開放特性， 每一發(fā)射天線發(fā)出的無線電波都可以傳播到相當(dāng)廣闊的空間范圍；另一方面，各個小區(qū)為 數(shù)眾多的收、發(fā)信機(jī)在工作時間、地點(diǎn)和頻率上都可能相同或相近，所以如果對小區(qū)發(fā)射機(jī) 指配的頻率不當(dāng)，就必然會產(chǎn)生同頻、鄰頻干擾，使通信質(zhì)量變壞，系統(tǒng)容量降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題就是提供一種基于改進(jìn)型圖著色的移動通信網(wǎng)頻率 指配方法。
[0004] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0005] -種基于改進(jìn)型圖著色的移動通信網(wǎng)頻率指配方法，其改進(jìn)之處在于，包括如下 步驟：
[0006] 步驟1 :指配需求分析；
[0007] 步驟2:頻率資源獲??；
[0008] 步驟3:兼容矩陣計算；
[0009] 步驟4:頻率指配。
[0010] 進(jìn)一步的，所述的步驟1具體包括：
[0011] 步驟11 :提取移動通信系統(tǒng)無線網(wǎng)內(nèi)的小區(qū)總數(shù)，假設(shè)移動通信系統(tǒng)無線網(wǎng)內(nèi)的 小區(qū)總數(shù)為N ;
[0012] 步驟12 :提取各小區(qū)所需的頻道數(shù)目，各個小區(qū)所需的頻道數(shù)：Mi，M2, A A，MN，設(shè) 置頻道需求向量，它可以表示為：
[0013] FD = [M1； M2, L, Mi； L MN]
[0014] 其中叫是代表第i小區(qū)所需的頻道數(shù)，i = 1，2, A A，N，可由該小區(qū)所要承擔(dān)的 業(yè)務(wù)容量和所要求的阻塞率確定。
[0015] 步驟13 :設(shè)置頻道狀態(tài)矩陣；
[0016] 定義一個頻道狀態(tài)矩陣FSM來定量表示各小區(qū)各頻道的狀態(tài)：
[0017] _ -1'1 *' -
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于改進(jìn)型圖著色的移動通信網(wǎng)頻率指配方法，其特征在于，包括如下步驟： 步驟1 :指配需求分析； 步驟2:頻率資源獲?。? 步驟3:兼容矩陣計算； 步驟4 :頻率指配。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)型圖著色的移動通信網(wǎng)頻率指配方法，其特征在 于，所述的步驟1具體包括： 步驟11 :提取移動通信系統(tǒng)無線網(wǎng)內(nèi)的小區(qū)總數(shù)，假設(shè)移動通信系統(tǒng)無線網(wǎng)內(nèi)的小區(qū) 總數(shù)為N ; 步驟12 :提取各小區(qū)所需的頻道數(shù)目，各個小區(qū)所需的頻道數(shù)：M1, M2, Λ Λ，Mn，設(shè)置頻 道需求向量，它可以表示為： FD = [M1, M2, L, Mi, L Mj 其中叫是代表第i小區(qū)所需的頻道數(shù)，i = 1，2, Λ Λ，Ν，可由該小區(qū)所要承擔(dān)的業(yè)務(wù) 容量和所要求的阻塞率確定。 步驟13 :設(shè)置頻道狀態(tài)矩陣； 定義一個頻道狀態(tài)矩陣FSM來定量表示各小區(qū)各頻道的狀態(tài)：
其中，F(xiàn)Su代表第I小區(qū)的第J個頻道的狀態(tài)，取三種不同類型的值代表不同頻道的狀 態(tài)情況：
FSM矩陣的第I行零的數(shù)目應(yīng)該等于該行的相應(yīng)小區(qū)所需頻道數(shù)，其余均為-1，除具有 最大頻道數(shù)的小區(qū)之外，其他小區(qū)都必須設(shè)立一些虛擬頻道，才能建立一個完整的頻道狀 態(tài)矩陣，虛擬頻道狀態(tài)的取值均是-1，在頻率指配的過程中，當(dāng)一個頻道已分到頻率之后， 該頻道的取值應(yīng)該改變?yōu)榉橇愕恼麛?shù)，即已分得的頻率的序號。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)型圖著色的移動通信網(wǎng)頻率指配方法，其特征在 于，所述的步驟2具體包括： 步驟21，在授權(quán)頻段內(nèi)根據(jù)頻率保護(hù)計劃、頻率管制計劃等將保護(hù)頻率、禁用頻率等去 除； 步驟22,將各小區(qū)限制使用的頻率去除，得到各小區(qū)基本可用頻率集； 步驟23,將各小區(qū)的基本可用頻率集和設(shè)備的工作頻段取交集； 步驟24,基于頻譜監(jiān)測數(shù)據(jù)，各小區(qū)按地域去除頻譜占用度高的頻率和頻段； 步驟25,將各小區(qū)可用頻段按信道間隔離散化，并將頻率以正整數(shù)編號，指配過程及指 配結(jié)果以頻率序號進(jìn)行處理，約束關(guān)系以具體頻率進(jìn)行計算，確定各小區(qū)可用頻率集。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)型圖著色的移動通信網(wǎng)頻率指配方法，其特征在 于，所述的步驟3具體包括： 步驟31，考慮各小區(qū)間干擾，確定各小區(qū)間約束關(guān)系，計算生成指配約束值； 步驟32，考慮各小區(qū)特點(diǎn)，判斷某個待指配小區(qū)內(nèi)部的無干擾頻率間隔，確定小區(qū)內(nèi)約 束關(guān)系，生成指配約束值； 步驟33,綜合小區(qū)內(nèi)、小區(qū)間約束值，生成兼容矩陣，兼容矩陣為NXN ; 頻道兼容矩陣FCM形式如下：
其中，F(xiàn)Cu表示第I個小區(qū)和第J個小區(qū)的頻道約束值m u;m "的取值是通過計算各小 區(qū)頻道兼容間隔確定的，具體為：
其中，各頻道間Id1 (fWq) I > mn表示小區(qū)1內(nèi)部的各頻道間隔應(yīng)大于mn， (I1 (f) -d; (q) I > Iiiu表示保證小區(qū)1與小區(qū)J無干擾的最小頻率間隔應(yīng)大于m u， Cl1 (f)_d2(q) I = O表示小區(qū)1與小區(qū)2可以分別使用其可用頻率集的任意頻率而不產(chǎn)生 干擾。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于改進(jìn)型圖著色的移動通信網(wǎng)頻率指配方法，其特征在 于，所述的步驟31具體包括： 步驟311，判斷某兩個待指配小區(qū)間是否存在同頻、鄰頻干擾；若是，則跳轉(zhuǎn)步驟312， 否則跳轉(zhuǎn)步驟313 ; 步驟312,計算各小區(qū)間無同頻、鄰頻干擾的最小頻率間隔，將該間隔設(shè)為該兩個小區(qū) 間頻率指配的約束值； 步驟313,將該兩個小區(qū)間的指配約束值設(shè)為O ; 步驟314,重復(fù)上述過程計算任兩個小區(qū)間的指配約束值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)型圖著色的移動通信網(wǎng)頻率指配方法，其特征在 于，所述的步驟4具體包括： 步驟41，對各小區(qū)的待指配頻道進(jìn)行難度排序； 定義FCM矩陣第I行的元素之總和 tj -I
作為第I小區(qū)頻道的頻率分配難度系數(shù)； 步驟42,按難度遞減順序?qū)Ω黝l道指配頻率，各頻道的選頻策略為選擇最大復(fù)用頻率 或選擇最低可用頻率； 步驟43,判斷當(dāng)前指配頻道是否發(fā)生阻塞，若是，則將違約值記錄在禁忌表，若否，則跳 轉(zhuǎn)至步驟44 ; 步驟44,判斷各頻道是否完成指配，若是，則跳轉(zhuǎn)至步驟45,若否，則跳轉(zhuǎn)至42 ; 步驟45,判斷是否存在阻塞頻道，若是，則跳轉(zhuǎn)至步驟46,若否，則完成指配過程； 步驟46,阻塞頻道指配。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于改進(jìn)型圖著色的移動通信網(wǎng)頻率指配方法，其特征在 于，所述的步驟46具體包括： 步驟461，對阻塞頻道的相關(guān)頻道進(jìn)行難度排序； 步驟462,按難度遞減順序?qū)﹄y度最大的相關(guān)頻道進(jìn)行頻率調(diào)整，調(diào)整的策略為將可用 頻率集中所有后備頻率依次計算，選擇違約值最小的頻率進(jìn)行調(diào)整； 步驟463,判斷所做調(diào)整是否滿足約束關(guān)系；若是，跳轉(zhuǎn)至466將滿足約束關(guān)系的頻率 指配給阻塞頻道，完成阻塞頻道頻率指配；若否，跳轉(zhuǎn)至464將違約值記錄在禁忌表； 步驟464,將該頻段指配頻率的違約值記錄在禁忌表； 步驟465,判斷相關(guān)頻道數(shù)量是否為0,若否，則跳轉(zhuǎn)至步驟462進(jìn)行下一個相關(guān)頻道進(jìn) 行頻率調(diào)整；若否，則將最小違約值對應(yīng)的頻率指配給該頻道和阻塞頻道； 步驟466,將滿足約束關(guān)系的頻率指配給阻塞頻道； 步驟467,將最小違約值對應(yīng)的頻率指配給阻塞頻道，完成頻率指配。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于改進(jìn)型圖著色的移動通信網(wǎng)頻率指配方法，其改進(jìn)之處在于，包括如下步驟：步驟1：指配需求分析；步驟2: 頻率資源獲取；步驟3: 兼容矩陣計算；步驟4：頻率指配。本發(fā)明所公開的移動通信網(wǎng)頻率指配方法，基于圖著色算法運(yùn)行速度快、準(zhǔn)確率高的特點(diǎn)，算法主體結(jié)構(gòu)采用圖著色算法，并就圖著色算法可能遇到的窮盡搜索導(dǎo)致的無解問題，利用禁忌搜索算法的思想，通過設(shè)置禁忌表來規(guī)避此缺陷，達(dá)到提升算法靈活性的目的。
【IPC分類】H04W72-04
【公開號】CN104869647
【申請?zhí)枴緾N201510264474
【發(fā)明人】王凡, 盧冬鳴, 謝曜聰, 劉玉超, 王健, 王先義, 程黎, 郝志宏, 于秋杰
【申請人】中國電子科技集團(tuán)公司第二十二研究所
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年5月21日