【導(dǎo)讀】統(tǒng)性能達(dá)到最佳。對于無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行中存在的諸如覆蓋不好、話音質(zhì)量差、掉話、網(wǎng)絡(luò)擁塞、切換成功率低等問題，通過網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化進(jìn)行解決。一個(gè)復(fù)雜艱巨的系統(tǒng)工程，在我國無線通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入一個(gè)低建設(shè)高維護(hù)的階段，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作顯得尤為重要和緊迫。無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化是一個(gè)長期和復(fù)雜的過程，貫。穿于網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的全過程。3G網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)特點(diǎn)就是多業(yè)務(wù)的能力，因?yàn)椤Ｔ跇I(yè)務(wù)擴(kuò)張的成熟時(shí)期要考慮3G、2G負(fù)載均衡，提升網(wǎng)絡(luò)的資源利用。因此，當(dāng)前我國的無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作面臨著巨大的挑戰(zhàn)。目前業(yè)界對無線網(wǎng)優(yōu)技術(shù)的研究還主要停留在日常的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和維護(hù)。究，導(dǎo)致無線網(wǎng)優(yōu)工作仍停留在原來的水平之中，難于取得突破性的進(jìn)展。針對3G時(shí)代的無線網(wǎng)優(yōu)在NGMN組織獎SON項(xiàng)目中將其。公司專業(yè)技術(shù)人員對無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究開發(fā)。首批“納稅信用A級納稅人”等榮譽(yù)稱號。產(chǎn)總值達(dá)5100萬元。公司現(xiàn)有員工1600余人，平均年齡29歲；其中。工程中心成立后，本公司的人才優(yōu)勢將得到發(fā)揮。

　　

【正文】 A 中，則 1?inl ，否則為 0；位置更新矩陣 isuU? ，如果iBS 和 sBS 在不同的 LA 中，則 1?isu ，否則為 0；相應(yīng)的位置切換率為 ish ；待分配 BSBSC拓?fù)?矩陣 ijBSC xX ? ，如果 iBS 分配給 jBSC ，則 1?ijx ，否則為 0；待分配 BSCMSC 拓?fù)?矩陣 ijMSC yY ? ，如果 jBSC 分配給 kMSC ，則 1?jky ，否則為 0； i? 表示 iBS 產(chǎn)生的尋呼量； BSiP 表示小區(qū) iBS 的尋呼容量； BSCjP 表示 jBSC 的尋呼容量； iw 為小區(qū) iBS 的最大TRX 容量； BSCjW 表示 jBSC 的最大 TRX 容量； MSCkW 表示 kMSC 的最大 TRX 容量。 所述的多目標(biāo)為尋呼成本最小化和位置更新成本最小化。 尋呼成本最小化： ? ?? ? ?????? ???i s issi uM in im ize 1?? 28 位置更新成本最小化： ? ? ?i s isis huM inim ize 所述的多目標(biāo)約束。 ① 每個(gè) BS 必須確定的屬于一個(gè) BSC： ixj ij ??? ,1 ② 每個(gè) BSC 必須確定的屬于一個(gè) MSC： jyk jk ??? ,1 ③ 每個(gè) BS 必須確定的屬于一個(gè) LA： iln in ??? ,1 ④ 每個(gè) LA 必須確定的屬于一個(gè) MSC： ),(,1 siyxyxk j r rksrjkij ??????????? ? ? ⑤ BS 尋呼容量的約束： ? ? iPu BSis issi ????? ? ,1?? ⑥ BSC 尋呼容量的約束： ? ? jPux B S Cji s issiij ??????? ? ,)1( ?? ⑦ BSC 的 TRX 容量的約束： jWwx BSCji iij ???? , ⑧ MSC 的 TRX 容量的約束： kWwyxM S Ckj i ijkij ????? ? , 上述模型為整數(shù)二次規(guī)劃問題，目前求解整數(shù)二次規(guī)劃問題的精確解的數(shù)學(xué)軟件 有 ：通用代數(shù)建模系統(tǒng) GAMS（ General Algebraic Modeling System）、基于 Matlab 的 TOMLAB /CPLEX。 運(yùn)用以上精確解析方法的優(yōu)點(diǎn)：都能有效求解二次規(guī)劃問題，并獲得精確解。但是此方法的缺點(diǎn)：① 不能很好處理變量的高維特性（當(dāng)變量的維數(shù)巨大時(shí)，往往需很長時(shí)間才能獲取計(jì)算結(jié)果）；② 難以處理帶有復(fù)雜約束條件的情況。例如， GAMS 和 CPLEX 能處理整數(shù)二次規(guī)劃問題 ， 但無法處理帶約束的問題 。本研發(fā)中心將進(jìn)行上述模型求解方面的研究和應(yīng)用。 （ 3）下一步研究內(nèi)容： 工程中心組建后，計(jì)劃投入研究人員完善前期建立的關(guān)于位置區(qū)優(yōu)化 的 模型。新模型將可引入更多的約束條件，使模型可能根據(jù)運(yùn)營商的需求而動態(tài)調(diào)整約束和最優(yōu)化目標(biāo)，得到預(yù)期的優(yōu)化效果。工程中心建立初期，中心將把關(guān)于 減少 城區(qū)內(nèi)主干道 位置區(qū)更新 的 目標(biāo) 引入位置區(qū)優(yōu)化模型，并得到高效算法，從而實(shí)現(xiàn)通過位置區(qū)優(yōu)化來提高中國移動集團(tuán)路測接通率的目標(biāo)。 條件成熟之后，中心將把模型及方法開發(fā)成位置區(qū)優(yōu)化工具，輔助工程人員進(jìn)行位 29 置區(qū) 優(yōu)化 工程實(shí)踐 。此項(xiàng)研究的目標(biāo)是為運(yùn)營商提供位置區(qū)優(yōu)化的解決方案。 5. 基于 通話記錄的無線定位方法及其應(yīng)用研究 （ 1）當(dāng)前無線網(wǎng)優(yōu)方法的局限性 傳統(tǒng)的優(yōu)化手段有 DT、 CQT 等，其局限性為： ① 費(fèi)時(shí)，費(fèi)力，投資大； ② 屬于事后控制的一種手段； ③ 測試的結(jié)果存在一定的偶然性； ④ 每次只能處理路測儀器所能到達(dá)的或者某些定點(diǎn)的問題，而無法解決全網(wǎng)問題。 （ 2）本公司研究的創(chuàng)新和前期研究成果 移動通信網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商利用全網(wǎng)用戶的呼叫通話記錄，可以獲悉用戶每一次通話在移動通信網(wǎng)絡(luò)中的位置、信號強(qiáng)度、服務(wù)質(zhì)量、以及用戶相關(guān)和設(shè) 備相關(guān)的信息，通話記錄包含了用戶接入時(shí)間、接入距離、接入信號強(qiáng)度、接入時(shí)占用的物理和邏輯設(shè)備、接入過程中發(fā)生的事件、結(jié)束時(shí)間、結(jié)束時(shí)釋放的物理和邏輯設(shè)備、結(jié)束時(shí)各信號的強(qiáng)度和相位、結(jié)束原因以及第一次切換、最后一次切換時(shí)所有信號的來源、強(qiáng)度、主用信號、占用設(shè)備等數(shù)百項(xiàng)詳細(xì)信息。各設(shè)備廠商提供的呼叫通話記錄具有不同的稱呼，例如華為的 CHR、中興的 CDT、和阿朗的 PCMD、摩托羅拉的 CDL等都是不同設(shè)備商采用的呼叫通話記錄。 本方向的研究立足于全網(wǎng)用戶的呼叫通話記錄，提取呼叫通話記錄中可以用于定位的字段并進(jìn)行處理 ，將兩點(diǎn)定位和三點(diǎn)定位方法引入用戶話務(wù)的地理分布計(jì)算， 將 改進(jìn)用于三點(diǎn)定位的 TDOA定位算法。結(jié)合定位技術(shù)，本研究將開發(fā)出 呼叫通話記錄 在無線網(wǎng)優(yōu)中的一些應(yīng)用產(chǎn)品。 ①利用通話記錄進(jìn)行兩點(diǎn)定位的原理示意圖（如下）。 30 活 躍 站 A 候 選 站 B2 . 0 K m2 . 4 8 8 K m2 . 6 8 4 K m2 . 1 9 6 K mC a n d i d a t e P N = 8C a n d i d a t e P h a s e移 動 臺 的 位 置D e l t a0 . 4 8 8 K m雙 曲 線2 . 1 9 6 K M半 徑 圓S 6S 6 S 2S 3S 5S 4離 接 入 站 點(diǎn) 的 距 離 ＝[ A c c e s s _ P N _ O f f s e t 1 4 ] * 2 4 4 m e t e r s =2 . 1 9 6 k i l o m e t e r s＝A c c e s s _ P N _ O f f s e t＝2 3A c c e s s S e c t o r = 3 ②利用通話記錄進(jìn)行三點(diǎn)定位的原理示意圖（如下）。 C a n d i d a t e P N * 0 x 4 0 = 0 x 0 2 0 0C a n d i d a t e P h a s e = 0 x 0 2 0 0D e l t a = 0 移 動 臺 到A和B站 點(diǎn) 的 距 離 相 同C a n d i d a t e P N * 0 x 4 0 = 0 x 1 9 0 0C a n d i d a t e P h a s e = 0 x 1 8 f fD e l t a = 1 移 動 臺 離C站 比 離B站 近 了2 4 4米2 . 2 4 4 K m2 . 2 4 4 K m2 . 0 K m活 躍 站 A候 選 站B候 選 站C ③利用話單記錄進(jìn)行多點(diǎn)定位的數(shù)學(xué)模型及其解法。 假設(shè)移動臺與基站 i 的距離為 iR ，通過檢測移動臺信號到基站 2與到基站 1之間的 TDOA可 得移動臺到基站 2與到基站 1的距離差 21RR? 。因?yàn)橐苿优_與兩個(gè)基站（基站 1和基站 2）的距離之差為常數(shù)，所以移動臺必定位于以這兩個(gè)基站為焦點(diǎn)的雙曲線上。類似地，我們只要測出移動臺信號到基站 3與到基站 1的時(shí)間差，就能畫出以這兩個(gè)基站為焦點(diǎn)的另外一對雙曲線 （如下） 。 31 R1R2R3基站1基站2基站3R1R2R1R3 假設(shè)同時(shí)利用 N個(gè)基站進(jìn)行定位，記移動臺的位置為 (x, y)，基站 i的位置為 (Xi, Yi)，則兩者之間的距離為： ? ? ? ? ? ?NiyYxXR iii ,122 ?????? (1) 記移動臺到基站 i 與 到基站 1的距離差為： 1RRL ii ?? (2) (1)代入 (2)整理后取平方得： 212222 )(22 RLyyYYxxXX iiiii ????????? (3) 取 i=2 到 N，則得到由 N－ 1 個(gè)這樣的二次方程組成的方程組。求解這個(gè)方程組，就可以得到 (x, y)。對于 N等于 3，則方程組的行數(shù)為 2，未知變量數(shù)也是 2，因此可以直接求解。但二次非線性方程組求解效率低下。當(dāng) N 大于 3 時(shí)，則方程數(shù)（嚴(yán)格地說應(yīng)該是方程組系數(shù)矩陣的行秩）大于未知變量數(shù)，這時(shí)方程組為超定方程組。這種方程 組通常沒有解，一般采用最小二乘法來求出能最好地接近滿足全部行的解。但含有 x 和 y 的二次項(xiàng)的超定方程是不能直接應(yīng)用最小二乘法來處理的。為此，我們把 R1也看作一個(gè)變量，采用以下技巧，把方程組化成線性的。首先在 (3)中取 i=1，得到： 2 2 2 2 21 1 1 1 1 12 2 ( )X X x x Y Y y y L R? ? ? ? ? ? ? ? ? (4) (4)式減去 (3)式，并注意到 01?L ，得到： 2 2 2 2 21 1 1 1 12 ( ) 2 ( ) 2i i i i i iX Y X X x Y Y y X Y L L R? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (5) 取 i=2 到 N，則得到由 N－ 1 個(gè)線性方程組成的方程組，其中變量為 1( , , )iiX Y R 。這個(gè)方程組就是基于 TDOA 雙曲線定位的數(shù)學(xué)模型。 在后續(xù)的工作中，我們將研究改進(jìn)該算法，并研發(fā)其算法在無線網(wǎng)優(yōu)中的應(yīng)用產(chǎn)品。 32 （ 3）下一步研究內(nèi)容： 工程中心組建后，研究人員將嘗試以 Motorola 的 CDMA 中的通話記錄為基礎(chǔ)，通過與使用 Moto 設(shè)備的運(yùn)營商合作，獲得實(shí)際的通話記錄（ Call Detail Log）。通過實(shí)際數(shù)據(jù)檢驗(yàn)和改進(jìn)提出的定位方法。并通過準(zhǔn)確的定位方法，得到無線網(wǎng)絡(luò)中 移動臺的 Ec/Io分析、前向誤碼率分析、鏈路質(zhì)量分析、接通率及掉話分析等，從而輔 助網(wǎng)優(yōu)人員診斷和解決無線 網(wǎng)絡(luò)中存在的問題。在初步應(yīng)用成功后，本工程中心計(jì)劃把該項(xiàng)技術(shù)通過無線網(wǎng)優(yōu)服務(wù)的形式推向運(yùn)營商。 6. 無線 傳播模型的仿真 研究 （ 1）當(dāng)前無線傳播模型的局限性 ① 傳播模型的選擇和實(shí)際無線傳播環(huán)境不匹配；②無線傳播模型的參數(shù)調(diào)校不準(zhǔn)。 （ 2）本公司研究的前期成果 通過 無線 傳播模型的仿真來研究無線傳播環(huán)境，對于 RF規(guī)劃和定位技術(shù)都至關(guān)重要。傳播模型分為兩大類：確定性模型和統(tǒng)計(jì)模型。 確定性模型基于射線跟蹤，而統(tǒng)計(jì)模型是根據(jù)大量的路測數(shù)據(jù)進(jìn)行抽象，給出經(jīng)驗(yàn)公式（比如 Okumura 模型、 COST231 模型）。對于射線跟蹤模型，我們在室內(nèi)覆蓋分布審核軟件里面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)（ 見下圖 ）。 對于經(jīng)驗(yàn)公式，早在 2021 年 本公司研究人員 就在我 公司 的軟科學(xué)項(xiàng)目中進(jìn)行研究。我們以 Arcinfo 作為地圖軟件平臺，用 VC++、 Delphi 等工具進(jìn)行軟件開發(fā)。在 20 米精 33 度的地圖上對 15公里覆蓋半徑進(jìn)行傳播損耗計(jì)算測試，采用定量和定性分析對結(jié)果進(jìn)行分析，定性是根據(jù)傳播規(guī)律分析各種影響因素導(dǎo)致傳播損耗的合理性，定量是采用同樣的統(tǒng)計(jì)模型，同樣的參數(shù)和其他專業(yè)軟件進(jìn)行結(jié)果比較。我們已經(jīng)把該技術(shù)實(shí)驗(yàn)性地應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃 專家系統(tǒng)（如下圖）。 （ 3）下一步研究內(nèi)容： 工程中心組建后，研究人員將以 確定性模型和統(tǒng)計(jì)模型 兩類無線傳播模型 為基礎(chǔ)，通過射線跟蹤模型的仿真和無線傳播模型的調(diào)校，來模擬最為逼近真實(shí)環(huán)境的無線傳播環(huán)境，從而為無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、無線網(wǎng)絡(luò) RF 優(yōu)化以及無線定位仿真提供更為有效的保證和依據(jù)。 在初步應(yīng)用成功后，本工程中心計(jì)劃把該項(xiàng)技術(shù)通過無線網(wǎng)優(yōu)服務(wù)的形式推向運(yùn)營商。 7. 室內(nèi)覆蓋天饋系統(tǒng)的優(yōu)化 設(shè)計(jì)研究 （ 1）當(dāng)前室內(nèi) 覆蓋 系統(tǒng)存在的局限性 室內(nèi)覆蓋系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題是 一個(gè)非常復(fù)雜的組合優(yōu)化問題，國內(nèi)外還沒有能夠用于解決這一問題的數(shù)學(xué)模型。現(xiàn)在的做法都是通過“湊方案” 模式由人工來實(shí)現(xiàn)的，往往在設(shè)計(jì)中工作量大，效率低下，且難以取得較好的覆蓋效果。 34 （ 2）本公司的創(chuàng)新及前期研究成果 通過給定室內(nèi)系統(tǒng)的信源和天線口的布放信息，智能生成保證功率需求和成本最優(yōu)的拓?fù)溥B接。我們通過建立一個(gè)整數(shù)規(guī)劃的數(shù)學(xué)模型來描述室內(nèi)分布系統(tǒng)的拓?fù)潢P(guān)系，能夠滿足多種不同的室內(nèi)覆蓋應(yīng)用場景。 模型的已知條件和輸入：建筑物信息（包括層數(shù)、各層樓高）、室內(nèi)基站信息（包括輸出功率、位置）、天線信息（包括所在 樓層、到井距離、所需功率）以及饋線、耦合器和功分器等設(shè)備的信息（包括損耗、價(jià)格）。 假設(shè)模型的符號表示如下： R：電纜類型數(shù)。 N：功分器類型數(shù)。 M：耦合器類型數(shù)。 J：天線類型數(shù)。 q： BTS 輸出。 變量 ir ： BTS 與虛擬功分器之間的電纜類型選擇（選中為 1，不選為 0）。 I： BTS 與功分器之間的電纜長度。 iE ：第 i 種電纜的每一百米損耗功率。 iP ：第 i 種電纜的單價(jià)。 iG ：第 i 種功分器的每路輸出損耗。 iQ ：第 i 種功分器的單價(jià)。 iF ：第 i 種耦合器的插出損耗。 if ：第 i 種耦合器的插損損耗。 iT ：第 i 種功分器的單價(jià)。 ijx ：第二級中的第 i 個(gè)耦合器的類型選擇（選中為 1，不選為 0） 。 iu ： 第二級中的第 i 個(gè)耦合器的 插損輸出。 iv ： 第二級中的第 i 個(gè)耦合器的 插出輸出。 ip ：