基于MR信息干擾矩陣的頻率優(yōu)化算法

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1、http://www.paper.edu.cn基于MR信息干擾矩陣的頻率優(yōu)化算法付侃，楊大成北京郵電大學(xué)電信工程學(xué)院，北京（100876）Email:Fukan.bupt@gmail.com摘要：本文給出了一種利用abis口抓取的MR信息生成的干擾矩陣來(lái)進(jìn)行自動(dòng)頻率優(yōu)化的方法。頻率優(yōu)化是目前GSM網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有效減小系統(tǒng)內(nèi)的頻點(diǎn)干擾可以提高網(wǎng)絡(luò)容量和服務(wù)質(zhì)量，對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商有著顯著的意義?；贛R實(shí)測(cè)信息生成的干擾矩陣建立了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)中的干擾模型，基于干擾矩陣的遺傳算法加入了與網(wǎng)絡(luò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的關(guān)

2、聯(lián)，產(chǎn)生的結(jié)果具有更強(qiáng)的說(shuō)服力。關(guān)鍵詞：自動(dòng)頻率優(yōu)化，MR信息，干擾矩陣，遺傳算法1.引言GSM系統(tǒng)作為目前中國(guó)最大的無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容方面的壓力日益增大，網(wǎng)規(guī)網(wǎng)優(yōu)人員在優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)時(shí)需要做的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是頻率的優(yōu)化。在滿足話務(wù)量的前提下，提高服務(wù)質(zhì)量，降低系統(tǒng)干擾是頻率優(yōu)化的目的。遺傳算法作為一種搜索算法，以其搜索空間廣，易收斂等特點(diǎn)常被用在自動(dòng)頻率規(guī)劃中，很好的幫助網(wǎng)規(guī)人員進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。但是傳統(tǒng)的遺傳算法多數(shù)是按照頻點(diǎn)的幾何隔離度衡量頻率分配方案的優(yōu)劣，缺少對(duì)現(xiàn)網(wǎng)數(shù)據(jù)的利用。本文介紹的是遺

3、傳算法基于abis口網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的應(yīng)用。2.固定遺傳算法簡(jiǎn)介2.1遺傳算法簡(jiǎn)介[1]遺傳算法是一種仿生智能優(yōu)化算法，其生物學(xué)基礎(chǔ)是生物的遺傳和進(jìn)化。生物在繁殖進(jìn)化過(guò)程中通過(guò)染色體的復(fù)制、交叉和變異產(chǎn)生新的個(gè)體，其中交叉和變異可產(chǎn)生新的染色體。生物的進(jìn)化以種群的方式進(jìn)行并遵循優(yōu)勝劣汰的自然法則。種群中對(duì)生存環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)的個(gè)體將獲得更多的繁殖機(jī)會(huì)從而進(jìn)入下一進(jìn)化代。遺傳算法流程如圖1所示，在頻率規(guī)劃中應(yīng)用此算法，首先需要對(duì)頻率規(guī)劃問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，找出適當(dāng)?shù)倪m應(yīng)度函數(shù)，該適應(yīng)度函數(shù)可以用來(lái)衡量搜索結(jié)果

4、的優(yōu)劣程度，以及對(duì)算法收斂的判定。同時(shí)，采用合理的編碼方式，將現(xiàn)實(shí)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題。-1-http://www.paper.edu.cn隨即產(chǎn)生初始化種群計(jì)算種群中每個(gè)個(gè)體的適應(yīng)度是否滿足終止結(jié)束是條件否選擇操作交叉操作變異操作圖1遺傳算法流程遺傳算法模擬生物的遺傳和進(jìn)化過(guò)程，采用編碼將所求問(wèn)題的解變換為一個(gè)個(gè)染色體(即個(gè)體)，并以適應(yīng)度來(lái)評(píng)價(jià)每個(gè)個(gè)體。算法通過(guò)選擇(適應(yīng)度越大的個(gè)體，其被選中進(jìn)入下一代的概率也越大)、交叉和變異等操作以種群的方式并行地搜索問(wèn)題的最優(yōu)解。遺傳算法的主要特點(diǎn)有：1)算

5、法通過(guò)編碼將所求問(wèn)題中的可行解變換為基因空間中的染色體，使得對(duì)原問(wèn)題的求解轉(zhuǎn)化為對(duì)基因空間的搜索。編碼將解空間(由所求問(wèn)題的可行解構(gòu)成)變換到基因空間，這種變換使得遺傳算法適合于非數(shù)值問(wèn)題的求解和對(duì)結(jié)構(gòu)化對(duì)象〔如，矩陣、樹、圖等等)的操作。2)算法以群體的方式從搜索空間的多個(gè)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行多軌跡的搜索，這種并行性使得遺傳算法能夠以較大的概率找到全局最優(yōu)解，減少了陷入局部最優(yōu)解的可能性。3)算法利用適應(yīng)度函數(shù)值對(duì)個(gè)體進(jìn)行評(píng)價(jià)和選擇。對(duì)適應(yīng)度函數(shù)無(wú)連續(xù)、可微、單峰、線性和凹凸性等約束條件的限制。適應(yīng)度函數(shù)可

6、以是有明確數(shù)學(xué)表達(dá)式的顯函數(shù)也可以是無(wú)明確數(shù)學(xué)表達(dá)式的隱函數(shù)(如，映射矩陣)。4)算法通過(guò)選擇、交叉和變異實(shí)現(xiàn)概率性的隨機(jī)搜索，從搜索空間的某個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移采用的是概率的轉(zhuǎn)移規(guī)則，而不是確定性的轉(zhuǎn)移規(guī)則。在隨機(jī)搜索過(guò)程中遺傳算法自適應(yīng)地調(diào)整搜索方向并使搜索向著最優(yōu)解的目標(biāo)漸進(jìn)。-2-http://www.paper.edu.cn2.2固定遺傳算法[2]固定遺傳算法是一種改進(jìn)型的遺傳算法，它通過(guò)對(duì)編碼操作的改進(jìn)，以及針對(duì)改進(jìn)后編碼染色體的交叉和變異操作降低了算法的復(fù)雜度，可以明顯提高算法性能。應(yīng)

7、用于頻率規(guī)[2]劃的固定遺傳算法引入了電磁兼容(ElectromagneticCompatibilityEMC)矩陣C和一個(gè)用[2]來(lái)表示解空間的F矩陣,其代價(jià)函數(shù)是對(duì)表示F矩陣中的解打破C矩陣中限定的衡量。3.基于MR信息的干擾矩陣建模3.1MR信息MR信息是abis口抓取的移動(dòng)臺(tái)測(cè)量報(bào)告，它包括測(cè)量時(shí)刻移動(dòng)臺(tái)所在的服務(wù)小區(qū)，所在時(shí)隙，上行電平，下行電平，當(dāng)前使用的頻點(diǎn)號(hào)，以及鄰區(qū)的BCCH頻點(diǎn)號(hào)和手機(jī)接收該頻點(diǎn)的接收電平值等信息。在生成干擾矩陣時(shí)主要涉及的信息包括服務(wù)小區(qū)頻點(diǎn)，服務(wù)小區(qū)接收功率，

8、鄰小區(qū)BCCH頻點(diǎn)號(hào)以及鄰小區(qū)接收功率。3.2生成干擾矩陣3.2.1利用MR信息計(jì)算C/I在一條MR信息中包含一個(gè)服務(wù)小區(qū)(SC,servingcell)接收功率（rxlev），N個(gè)鄰小區(qū)接收功率（rxlev_ncell_1~rxlev_ncell_N），服務(wù)小區(qū)和每一個(gè)鄰小區(qū)之間可以計(jì)算一個(gè)C/I。例如服務(wù)小區(qū)與鄰小區(qū)1（MC1,measuredcell1其接收功率為rxlev_ncell_1）之間計(jì)算得到的C/I為：CI/(dB)=?rxlevrxlevncell