CN102186199A - 基于扫频的频率和扰码优化方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于扫频的频率和扰码优化方法，应用于TD-SCDMA通信网络中小区的频率和扰码优化，且各小区库中具有各小区的基础信息，所述方法包括：建立小区的原始重叠关系矩阵；获取小区类型及小区间的关联信息；利用遗传算法对所述原始重叠关系矩阵进行计算操作，并输出频率配置方案；对所述频率配置方案进行评估。本发明还相应的提供一种实现如上所述方法的系统，在工程上只需要单次扫频的采集数据，通过本发明的方法实施优化配置即可达到频率与扰码优化目的，节约了大量的人力物力、提高工作效率并缩短工程周期。
Description
技术领域
本发明涉及网络优化技术，尤其涉及一种基于扫频的频率和扰码优化方法与系统。
背景技术
TD-SCDMA(时分同步-码分多址)是现在移动通信中常用的网络之一，但其现状使用频点少、扰码码字短，频率复用度高。网络干扰问题突出，常规的网络干扰查找方法，需要使用大量人力物力，而且效率低，成本高。在频率资源有限的情况下，同频组网难以避免，同时，同频干扰也是引起网络异常事件的主要原因。TD扰码具有扰码数量少、码片短、经过位移后码之间的相关性变差等特点，扰码规划对网络性能产生重大的影响。
一种常规的TD-SCDMA网络干扰评估是基于常规终端模拟用户通话的路测数据进行分析。但经过实际应用经验表明，上述方法存在以下问题：需要专门的测试设备和人员采集海量的测试数据，费时费力而且成本高，并且操作时间短。造成这种情况的主要原因在于，测试速度、路段和测试终端采取的现网小区的信息，为了获得比较全面的数据需要密集的信号强度采集，由于采集全面的网络区域范围需要占用专业技术人员大量的时间，因此大大降低了工作效率，提高了成本。从采集数据后到方案实施这段时间，由于保证现网采集数据的准确度，不能对采集区域小区硬件参数进行变动，从而增加了网络优化难度。
综上可知，现有的频率优化技术，在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于扫频的频率和扰码优化方法与系统，其配置效率高，可以缩短工程周期，节省成本。
为了实现上述目的，本发明提供一种基于扫频的频率和扰码优化方法，应用于TD-SCDMA通信网络中小区的频率和扰码优化，且各小区库中具有各小区的基础信息，所述方法包括：
建立小区的原始重叠关系矩阵；
获取小区类型及小区间的关联信息；
利用遗传算法对所述原始重叠关系矩阵进行计算操作，并输出频率配置方案；
评估所述频率配置方案。
根据本发明的基于扫频的频率和扰码优化方法，所述建立小区的原始重叠关系矩阵的步骤包括：
采集小区的扫频数据；
根据所述扫频数据和小区的基础信息，仿真出各小区频率扰码的分布情况以及各个小区间的重叠关系，并生成原始重叠关系矩阵。
根据本发明的基于扫频的频率和扰码优化方法，所述利用遗传算法对所述原始重叠关系矩阵进行计算操作，并输出频率配置方案的步骤具体包括；
根据邻小区约束规则和同站小区约束规则生成初始种群，并对所述初始种群进行交叉、变异操作，使种群进化；
根据所述原始重叠关系矩阵，获取所述种群中个体的适应度；
判断种群中最优个体的适应度是否达到终止条件，若达到终止条件，则停止运算并输出频率配置方案，若未达到终止条件，则继续对种群进行交叉变异操作，直至达到终止条件。
根据本发明的基于扫频的频率和扰码优化方法，所述获取种群中个体的适应度步骤具体包括：
根据所述原始重叠关系矩阵建立同频矩阵；
根据所述同频矩阵建立扰码矩阵；
根据所述扰码矩阵获取所述种群中个体的适应度。
根据本发明的基于扫频的频率和扰码优化方法，所述邻小区约束规则包括：某小区(A)不能与具有邻小区关系的小区同频同扰，并且该小区(A)作为其他小区(B)的邻小区时，不能与该小区(B)邻小区列表里的小区同频同扰；
所述同站小区约束规则包括：主频点修改不能与同站的其他两个小区主频一致。
根据本发明的基于扫频的频率和扰码优化方法，所述终止止条件为：进化代数达到预设值或表征个体适应度的扰码矩阵的∑达到预设值，其中，∑＝P1+P2+P3+…+Pn，P1～Pn为所述扰码矩阵中的各个元素。
本发明还相应的提供一种实现如上所述方法的系统，所述系统包括小区基础信息模块，用于储存各小区的基础信息，所述系统包括：
重叠关系矩阵模块，用于建立小区的原始重叠关系矩阵；
小区类型与关联信息模块，用于获取小区类型及小区间的关联信息；
频率配置模块，用于利用遗传算法对所述原始重叠关系矩阵进行计算操作，并输出频率配置方案；
评估模块，评估所述频率配置方案。
根据本发明的基于扫频的频率和扰码优化系统，所述重叠关系矩阵模块包括：
采集子模块：用于采集小区的扫频数据；
仿真模块：用于根据所述扫频数据和小区的基础信息，仿真出各小区频率扰码的分布情况以及各个小区间的重叠关系，并生成原始重叠关系矩阵。
根据本发明的基于扫频的频率和扰码优化系统，所述频率配置模块包括：
种群操作模块：用于根据邻小区约束规则和同站小区约束规则生成初始种群，并对所述初始种群进行交叉、变异操作，使种群进化；
个体操作模块：用于根据所述原始重叠关系矩阵，获取所述种群中个体的适应度；
判断模块，用于判断种群中最优个体的适应度是否达到终止条件，若达到终止条件，则停止运算并输出频率配置方案，若未达到终止条件，则继续对种群进行交叉变异操作，直至达到终止条件。
根据本发明的基于扫频的频率和扰码优化系统，所述个体操作模块包括：
同频矩阵子模块，用于根据所述原始重叠关系矩阵建立同频矩阵；
扰码矩阵子模块，用于根据所述同频矩阵建立扰码矩阵；
适应度获取子模块，根据所述扰码矩阵获取所述种群中个体的适应度。
本发明通过高精度扫频仪采集TD-SCDMA通信网络中小区的实测数据，并通过扫频的实测数据建立通信网络中小区间的原始重叠关系矩阵，且在获取小区类型及小区间的关联信息后，利用遗传算法对所述原始重叠关系矩阵进行计算操作，使其进化，进化到相应的终止条件时，即可输出频率配置方案，并可对该方案进行评估。通过本发明的方法，在工程上只需要单次扫频的采集数据，实施优化配置即可达到频率与扰码优化目的，可节约大量的人力物力，并能提高工作效率，缩短工程周期。
附图说明
图1是本发明的基于扫频的频率和扰码优化系统的结构示意图；
图2是本发明一实施例的重叠关系矩阵模块的结构示意图；
图3是本发明一实施例的频率配置模块的结构示意图；
图4是本发明一实施例的个体操作模块的结构示意图；
图5是本发明的基于扫频的频率和扰码优化方法的流程图；
图6是本发明一实施例的建立重叠关系矩阵的流程图；
图7是本发明一实施例的频率配置的流程图；
图8是本发明一实施例的获取个体适应度的流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1，本发明提供了一种基于扫频的频率和扰码优化系统100，其用于对TD-SCDMA通信网络中的小区进行网络优化配置，该系统100包括：
小区基础信息模块10，用于存储各小区的基础信息。在TD-SCDMA通信网络中，各小区的基础信息在网络建成初始阶段即被录入小区基础信息模块10的小区库中，基础信息包括了RNCID、CELLID、频点、扰码、经纬度等，且这些基础信息可以通过小区库进行查询。
重叠关系矩阵模块20，用于建立小区的原始重叠关系矩阵。在本发明的一具体实施例中，结合图2，该重叠关系矩阵模块20包括：采集子模块21和仿真模块22，其中，采集子模块21用于采集小区的扫频数据，扫频数据包括频点、扰码、经纬度、PPCPH_RSCP等；仿真模块22用于根据扫频数据和及小区的基础信息，仿真出各小区频率扰码的分布情况以及各个小区间的重叠关系，并生成原始重叠关系矩阵，该重叠关系矩阵可以表征小区的重叠关系。
小区类型与关联信息模块30，用于获取小区类型及小区间的关联信息。在实际网络优化中，需要考虑小区的业务类型，小区类型及小区间的关联信息即可表征不同业务的小区，及这些小区间的相互关联信息。
频率配置模块40，用于利用遗传算法对原始重叠关系矩阵进行计算操作，并输出频率配置方案。本模块以原始重叠关系矩阵为输入数据，对其进行遗传计算，最终得到优化的种群与子代，进而得到频率配置方案。
评估模块50，用于对频率配置方案进行评估。频率配置方案是网络优化的依据，通过对该方案的评估可以让用户了解其优化以及可适应的程度，本发明的一实施例的评估如下表所示：
| 小区名 | 平均C/I | 调整前干扰量 | 调整后干扰量 | 减低百分率 |
| 会展西北T1 | 13.4 | 248.4375 | 57.5606 | 76.83％ |
| 深南金田T1 | 10.51 | 246.876 | 7.8125 | 96.84％ |
参见图3，本发明的一实施例中，频率配置模块40包括：
种群操作模块41，用于根据邻小区约束规则和同站小区约束规则生成初始种群，并对初始种群进行交叉、变异操作，使种群进化。
个体操作模块42，用于根据原始重叠关系矩阵，获取种群中个体的适应度。
判断模块43，用于判断种群中最优个体的适应度是否达到终止条件，若达到终止条件，则停止运算并输出频率配置方案，若未达到终止条件，则继续对种群进行交叉变异操作，直至达到终止条件。
再参见图4，本发明的一实施例中，个体操作模块42包括：
同频矩阵子模块421，用于根据原始重叠关系矩阵建立同频矩阵，具体计算方式如下：在重叠关系矩阵的基础上，若两个小区为同频则对应载干比C/I重叠关系系数乘以Fn，取Fn＝1；若不同频，则两小区对应的载干比C/I重叠关系系数乘以Fn，取Fn＝0，对原始重叠关系矩阵的所有元素进行该运算后即可获得同频矩阵。
扰码矩阵子模块422，用于根据同频矩阵建立扰码矩阵，在同频矩阵基础上，依据各小区扰码所处于分组中的复合码相关性，表征两个同频小区之间的扰码的干扰程度大小，具体计算方式如下：扰码关系系数＝同频矩阵中对应百分率×扰码相应复合码最大互相关性，对同频矩阵中的元素运算完毕后即可建立得到扰码矩阵。
适应度获取子模块423，根据扰码矩阵获取所述种群中个体的适应度。扰码矩阵表征了小区的同频干扰程度，该适应度获取子模块423可以根据扰码矩阵计算种群中个体的适应度。
本发明充分利用扫频仪采集信号，效率高、准确性强，且使用仿生学的遗传算法进行小区适应度计算保留适应度较好的个体配置，经过多代的进化，最终把最优的个体小区配置遗留下来，且经过本发明优化的干扰单元一般干扰水平都可以减低到原来的50％左右，具有明显的优化效果。
如图5所示，本发明提供了一种基于扫频的频率和扰码优化方法，应用于TD-SCDMA通信网络中小区的频率和扰码优化，且各小区库中具有各小区的基础信息，该方法包括如下步骤：
步骤S501，建立小区的原始重叠关系矩阵。具体的，该步骤包括如下两步：结合图6，步骤S5011，采集子模块21采集小区的扫频数据；步骤S5012，仿真模块22根据扫频数据及小区的基础信息，仿真出各小区频率和扰码的分布情况以及各个小区间的重叠关系，并生成原始重叠关系矩阵。
步骤S502，获取小区类型及小区间的关联信息。在实际网络优化中，需要考虑小区的业务类型，不同的业务类型会有不同的参数对应，小区类型及小区间的关联信息即可表征不同业务的小区，及这些小区间的相互关联信息。
步骤S503，利用遗传算法对原始重叠关系矩阵进行计算操作，并输出频率配置方案。频率配置模块40以原始重叠关系矩阵为输入数据，进行遗传计算，对通信小区的频率不断进行优化配置，最终输出最优的频率配置方案。
步骤S504，对频率配置方案进行评估，该步骤通过评估模块50实现，其可以评估出方案的优化度。
再参见图7，本发明的一实施例中，步骤S503具体包括：
步骤S5031，根据邻小区约束规则和同站小区约束规则生成初始种群，并对所述初始种群进行交叉、变异操作，使种群进化。其中，邻小区约束规则包括：某小区(A)不能与具有邻小区关系的小区同频同扰，并且该小区(A)作为其他小区(B)的邻小区时，不能与该小区(B)邻小区列表里的小区同频同扰；同站小区约束规则包括：主频点修改不能与同站的其他两个小区主频一致。该步骤通过种群操作模块41实现，其以原始重叠关系矩阵为输入数据，根据相应规则生成初始种群，并对其进行进化操作，种群中的每个个体对应一个片区的配置方案，对于通过交叉变异的种群，其产生的子代个体也必须符合邻小区约束规则和同站小区约束规则，对于不符合规则的个体，需要进行修复以使其符合规则。
步骤S5032，根据原始重叠关系矩阵，获取所述种群中个体的适应度，该步骤通过个体操作模块42实现。
步骤S5033，判断种群中最优个体的适应度是否达到终止条件，若达到终止条件，则停止运算并输出频率配置方案，若未达到终止条件，则继续对种群进行交叉变异操作，直至达到终止条件。本发明中，交叉变异的终止条件可以是进化代数达到预设值或表征个体适应度的扰码矩阵的∑达到预设值，其中：∑＝P1+P2+P3+…+Pn，P1～Pn为所述扰码矩阵中的各个元素，即代表各小区间的扰码关系系数。
再参见图8，本发明的一实施例中，步骤S5032进一步包括：
步骤S50321，根据原始重叠关系矩阵建立同频矩阵，同频矩阵的具体计算方式如下：在重叠关系矩阵的基础上，若两个小区为同频则对应载干比C/I重叠关系系数乘以Fn，取Fn＝1；若不同频，则两小区对应的载干比C/I重叠关系系数乘以Fn，取Fn＝0，对原始重叠关系矩阵的所有元素进行该运算后即可获得同频矩阵。
步骤S50322，根据同频矩阵建立扰码矩阵，在同频矩阵基础上，依据各小区扰码所处于分组中的复合码相关性，表征两个同频小区之间的扰码的干扰程度大小，具体计算方式如下：扰码关系系数＝同频矩阵中对应百分率×扰码相应复合码最大互相关性，对同频矩阵中的元素运算完毕后即可建立得到扰码矩阵。
步骤S50323，根据扰码矩阵获取所述种群中个体的适应度。
综上所述，本发明通过高精度扫频仪采集TD-SCDMA通信网络中小区的实测数据，并通过扫频的实测数据建立通信网络中小区间的原始重叠关系矩阵，且在获取小区类型及小区间的关联信息后，利用遗传算法对所述原始重叠关系矩阵进行计算操作，使其进化，进化到相应的终止条件时，即可输出频率配置方案，并可对该方案进行评估。通过本发明的方法，在工程上只需要单次扫频的采集数据，实施优化配置即可达到频率与扰码优化目的，可节约大量的人力物力，并能提高工作效率，缩短工程周期。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于扫频的频率和扰码优化方法，应用于TD-SCDMA通信网络中小区的频率和扰码优化，且各小区库中具有各小区的基础信息，其特征在于，所述方法包括：
建立小区的原始重叠关系矩阵；
获取小区类型及小区间的关联信息；
利用遗传算法对所述原始重叠关系矩阵进行计算操作，并输出频率配置方案；
评估所述频率配置方案。
2.根据权利要求1所述的基于扫频的频率和扰码优化方法，其特征在于，所述建立小区的原始重叠关系矩阵的步骤包括：
采集小区的扫频数据；
根据所述扫频数据和小区的基础信息，仿真出各小区频率扰码的分布情况以及各个小区间的重叠关系，并生成原始重叠关系矩阵。
3.根据权利要求1所述的基于扫频的频率和扰码优化方法，其特征在于，所述利用遗传算法对所述原始重叠关系矩阵进行计算操作，并输出频率配置方案的步骤具体包括；
根据邻小区约束规则和同站小区约束规则生成初始种群，并对所述初始种群进行交叉、变异操作，使种群进化；
根据所述原始重叠关系矩阵，获取所述种群中个体的适应度；
判断种群中最优个体的适应度是否达到终止条件，若达到终止条件，则停止运算并输出频率配置方案，若未达到终止条件，则继续对种群进行交叉变异操作，直至达到终止条件。
4.根据权利要求3所述的基于扫频的频率和扰码优化方法，其特征在于，所述获取种群中个体的适应度步骤具体包括：
根据所述原始重叠关系矩阵建立同频矩阵；
根据所述同频矩阵建立扰码矩阵；
根据所述扰码矩阵获取所述种群中个体的适应度。
5.根据权利要求3所述的基于扫频的频率和扰码优化方法，其特征在于，
所述邻小区约束规则包括：某小区(A)不能与具有邻小区关系的小区同频同扰，并且该小区(A)作为其他小区(B)的邻小区时，不能与该小区(B)邻小区列表里的小区同频同扰；
所述同站小区约束规则包括：主频点修改不能与同站的其他两个小区主频一致。
6.根据权利要求4所述的基于扫频的频率和扰码优化方法，其特征在于，所述终止条件为：进化代数达到预设值或所述扰码矩阵的∑达到预设值，其中，∑＝P1+P2+P3+…+Pn，P1～Pn代表所述扰码矩阵中的各个元素。
7.一种实现如权利要求1～6任一项所述方法的系统，所述系统包括小区基础信息模块，用于储存各小区的基础信息，其特征在于，所述系统包括：
重叠关系矩阵模块，用于建立小区的原始重叠关系矩阵；
小区类型与关联信息模块，用于获取小区类型及小区间的关联信息；
频率配置模块，用于利用遗传算法对所述原始重叠关系矩阵进行计算操作，并输出频率配置方案；
评估模块，评估所述频率配置方案。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述重叠关系矩阵模块包括：
采集子模块：用于采集小区的扫频数据；
仿真模块：用于根据所述扫频数据和小区的基础信息，仿真出各小区频率扰码的分布情况以及各个小区间的重叠关系，并生成原始重叠关系矩阵。
9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述频率配置模块包括：
种群操作模块：用于根据邻小区约束规则和同站小区约束规则生成初始种群，并对所述初始种群进行交叉、变异操作，使种群进化；
个体操作模块：用于根据所述原始重叠关系矩阵，获取所述种群中个体的适应度；
判断模块，用于判断种群中最优个体的适应度是否达到终止条件，若达到终止条件，则停止运算并输出频率配置方案，若未达到终止条件，则继续对种群进行交叉变异操作，直至达到终止条件。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述个体操作模块包括：
同频矩阵子模块，用于根据所述原始重叠关系矩阵建立同频矩阵；
扰码矩阵子模块，用于根据所述同频矩阵建立扰码矩阵；
适应度获取子模块，根据所述扰码矩阵获取所述种群中个体的适应度。
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