Введение
1 Современное состояние проблемы планирования сетей UMTS 14
1.1 Предпосылки создания и стандартизация UMTS 14
1.2 Анализ процесса планирования радиоподсистемы UTRAN 16
1.2.1 Структурная схема и состав оборудования сети UMTS 17
1.2.2 Структура каналов и кадров 20
1.2.3 Характеристика транспортных и физических каналов UTRAN 22
1.2.3.1 Каналы синхронизации (P-SCH, S-SCH) 23
1.2.3.2 Общий пилот-канал (CPICH) 24
1.2.3.3 Широковещательный канал (ВСН) 26
1.2.3.4 Канал случайного доступа (RACH) 26
1.2.3.5 Прямой канал доступа (FACH) 26
1.2.3.6 Канал вызова (РСН) 27
1.2.3.7 Выделенный транспортный канал (DCH) 27
1.2.3.8 Совмещенный прямой канал (DSCH) 28
1.2.3.9 Общий восходящий пакетный канал (СРСН) 28
1.2.4 Анализ процедур физического уровня 29
1.2.4.1 Процедура поиска ячейки 29
1.2.4.2 Процедуры управления мощностью 30
1.2.4.3 Процедуры хэндовера 31
1.2.5 Сравнение ключевых параметров UMTS и GSM технологий 32
1.3 Применение репитеров в сетях GSM и UMTS 35
1.3.1 Принцип работы и классификация репитеров GSM 36
1.3.1.1 Широкополосные репитеры 37
1.3.1.2 Канальные репитеры 39
1.3.1.3 Репитеры с переносом частоты 40
1.3.1.4 Переключаемые репитеры 43
1.3.2 Применение репитеров в системе UMTS 45
1.3.2.1 Расчет емкости и уровня шумов Node В в сети без репитеров.. 46
1.3.2.2 Расчет емкости и уровня шумов Node В в сети с репитерами... 49 1.4 Постановка задач исследования 54
1.4.1 Задача оптимизации площадей зон Soft/Softer handover 55
1.4.2 Задача баланса трафика между ячейками сети 56
1.4.3 Формализация задачи исследования. 56
Теоретические основы исследования 59
2.1 Общая характеристика методов оптимизации 59
2.2 Характеристика эвристических методов оптимизации 68
2.2.1 Метод имитации отжига (Simulated Annealing, SA) 68
2.2.2 Генетический метод 72
2.2.2.1 Введение 72
2.2.2.2 Формализация генетического метода 74
2.2.2.3 Оператор воспроизводства GA 77
2.2.2.4 Оператор кроссинговера GA .81
2.2.2.5 Оператор мутации GA 84
2.2.2.6 Примеры использования и оценка эффективности GA 87
2.2.3 Метод DIRECT (Dividing RECTangles) 92
2.2.3.1 Оптимизация Липшица 92
2.2.3.2 Инициализация DIRECT метода 94
2.2.3.3 Определение потенциально оптимальных прямоугольников... 95
2.2.3.4 Разделение потенциально оптимальных прямоугольников. 97
2.3 Определение ключевых параметров оптимизации сети UMTS 100
2.3.1 Угол наклона и азимут антенны 100
2.3.2 Мощность общего пилот-канала (CPICH) 101
2.3.3 Определение взаимосвязи между значениями TILT и CPICH 102
2.3.4 Расчет оптимальных значений CPICH мощности для различных углов наклона антенн 105
2.3.5 Определение целевой функции 107
2.3.6 Критерии эффективности методов оптимизации 108
2.3.6.1 Число обслуживаемых мобильных терминалов 108
2.3.6.2 Уровень загрузки ячеек сети 108
2.3.6.3 Показатель оптимальности по SHO 109
2.3.7 Выводы ПО
2.4 Схема имитационной модели в среде MATLAB 110
2.4.1 Статический метод планирования сети 111
2.4.2 Значения параметров среды моделирования 112
2.4.3 Интерфейсы используемого программного обеспечения 113
2.4.4 Характеристика сценария моделирования 115
3 Применение эвристических методов оптимизации для планирования сети UMTS 116
3.1 Постановка задачи 116
3.1.1 Правила управления параметрами радиоподсистемы 117
3.2 Применение метода случайного поиска 120
3.3 Применение метода экспертной оценки 121
3.3 Применение генетического метода 123
3.3.1 Характеристика параметров генетического алгоритма 124
3.3.1.1 Представление данных в генах 124
3.3.1.2 Определение процедуры выбора 125
3.3.1.3 Определение процедуры кроссовера 125
3.3.1.4 Определение процедуры мутации 126
3.3.2.1 Правило 1 - изменение значений угла наклона антенн и значений мощности пилот-каналов ячеек сети 127
3.3.2.3 Правило 2 — изменение только мощности пилот-канала 130
3.3.2.4 Правило 3 — мощность пилот-канала как функция от угла наклона антенны 132
3.4 Применение метода имитации отжига 135
3.4.1 Результаты оптимизации для закона «медленного охлаждения». 136
3.4.2 Результаты оптимизации для закона «геометрического охлаждения» 140
3.4.3 Выводы 142
3.5 Применение DIRECT метода 143
3.7 Выводы 145
4 Обсуждение полученных результатов 146
4.1 Анализ результатов при использовании методов случайного поиска и экспертной оценки 146
4.2 Анализ результатов при использовании генетического алгоритма 151
4.3 Анализ результатов при использовании метода имитации отжига 155
4.4 Общий анализ эффективности применяемых алгоритмов 158
4.5 Выводы 167
Заключение 168
Список использованной литературы
