一种基于改进粒子群优化的LTE网络覆盖优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于改进粒子群优化的LTE网络覆盖优化方法，其包括初始化网络构成；设置候选天线倾角集合和天线倾角调整尺度；计算当前天线倾角集合对应的系统效用，即负载约束下系统覆盖的用户数；判断是否满足负载约束，重新初始化不满足负载约束的天线倾角集合；记录自身及全局最优天线倾角集合；更新候选天线倾角集合和天线倾角调整尺度；设置各天线倾角。该方法通过将天线倾角与改进粒子群优化中的粒子位置相联系，利用改进粒子群优化基站（eNB）的天线倾角，在保证网络负载约束的同时，获得网络覆盖性能的极大提升。

A LTE network coverage optimization method based on Improved Particle Swarm Optimization

The invention discloses an improved particle swarm optimization LTE network coverage optimization method based on the network including the initialization settings; candidate set and antenna antenna inclination angle adjustment scale; calculate the antenna angle Collection System utility corresponding to the load constraint system covering the number of users; to determine whether they meet the load constraints, without re initialization meet the antenna tilt load constraints set; records of itself and the global optimal antenna angle set; update the candidate set and the antenna antenna inclination angle adjustment scale; setting the antenna angle. The antenna tilt and improved particle swarm optimization in the position of the particle phase, using the improved particle swarm optimization (eNB) of the base station antenna angle, to guarantee that the network load constraints at the same time, improves the performance of network coverage.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及移动通信领域中一种基于改进粒子群优化的LTE网络覆盖优化方法，属于移动通信网络

技术介绍
随着移动设备数量的不断增加和用户服务质量需求的不断提升，用户对网络覆盖性能的要求不断提高。通过优化基站的天线倾角，可以有效获得网络覆盖性能的提升。然而，已有的天线倾角优化方法采用的覆盖判断准则仅考虑用户接收到的来自基站的最强接收信号功率是否大于一定门限，不考虑基站的负载状况和用户的速率需求，从而导致虽然用户能够接收到来自服务基站足够强的接收信号功率，但由于服务基站负载过高，用户速率需求无法得到满足，而于此同时，周围的一些低负载基站无法得到有效利用的问题。因此，考虑到上述问题，本专利技术提出一种基于改进粒子群的LTE网络覆盖优化方法，该方法考虑网络的负载状况，通过优化基站天线倾角获得网络覆盖性能的极大提升。
技术实现思路
本专利技术的目的是在考虑网络负载状况的条件下，提出一种基于改进粒子群优化的LTE网络覆盖优化方法，通过优化天线倾角解决LTE网络覆盖问题，在保证用户速率需求的同时最大化网络覆盖率。本专利技术提出的基于改进粒子群优化的LTE网络覆盖优化方法，包括如下步骤：初始化网络构成和参数：假设系统模型中有N个eNB、每个eNB有Nt根天线，系统中共有M＝NtN根天线及U个用户。最大迭代次数为tmax(可由运行商设定)，当前迭代次数t＝0。第一步：设置多种候选天线倾角集合和天线倾角调整尺度集合。随机初始化p种候选天线倾角集合{ψ1(t)，ψ2(t)，...，ψp(t)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于改进粒子群优化的LTE网络覆盖优化方法，假设系统模型中有N个eNB、每个eNB有Nt根天线，系统中共有M＝NtN根天线及U个用户，最大迭代次数为tmax，tmax可由运行商设定，初始迭代次数t＝0；所述方法包括以下步骤：第一步：设置多种候选天线倾角集合和天线倾角调整尺度集合：随机初始化p种候选天线倾角集合{ψ1(t)，ψ2(t)，...，ψp(t)}，其中第种天线倾角集合ψn(t)={ψ1n(t),ψ2n(t),...,ψMn(t)},(∀n∈[1,p])]]>中的元素ψkn(t)∈[ψmin,ψmax],(∀k∈[1,M])]]>为第n种天线倾角集合中第k根天线的倾角，ψmin为各天线可使用的最小倾角，可由天线生产商设定，ψmax为最大倾角，可由天线生产商设定；随机初始化p种天线倾角调整尺度集合{v1(t)，v2(t)，...，vp(t)}，其中是第n种天线调整尺度集合，对应于第n种天线倾角集合ψn(t)，元素为第n种天线倾角调整尺度集合中第k根天线的倾角调整尺度，需满足第二步：计算各天线倾角集合ψn(t)对应的系统效用：针对当前每个天线倾角集合ψn(t)，用户j(j∈[1，U])计算其接收到的来自的天线的参考信号接收功率RSRP Pj，i，k：Pj，i，k＝PiLj，isjGj，i，k，  (1)其中Pi是eNB i的发射功率，Lj，i是用户j到eNB i路径损耗，sj是用户j的阴影衰落，Gj，i,k是eNB i的天线k到用户j的天线增益，与天线倾角集合ψn(t)有关，各用户j在所有eNB的所有天线中选择RSRP大于门限值RSRPthr且RSRP最大的eNB和天线组合(i，k)作为其关联的eNB和天线；若eNB和天线组合(i，k)满足Pj，i，k＞RSRPthr且(i，k)是所有eNB、所有天线中RSRP Pj，i，k最大的组合，则用户j关联到(i，k)，记为uj，i，k＝1，用户j接收到的来自eNB i天线k的信干噪比(SINR)为γj,i,k=Pj,i,kΣcn≠iPj,cn,k+n0,---(2)]]>其中cn为eNB i的所有相邻干扰eNB，即cn≠i，n0是加性高斯白噪声功率，用户j的从eNB i天线k获得的带宽效率ej，i，k为ej，i，k＝log2[1+γj，i，k]，  (3)为了满足用户j的数据速率需求rj，用户j需占用的eNB i天线k的物理资源块PRB个数为oj,i,k=rjej,i,kBPRB,---(4)]]>其中BPRB为一个PRB的带宽，用户j占用的eNB i天线k的负载为ρj,i,k=oj,i,kNPRB,---(5)]]>其中NPRB是各eNB拥有的PRB个数，eNB i的总负载为ηi＝∑j∈[1，U]uj，i，kρj，i，k，  (6)为满足用户的数据速率需求，各eNB的总负载应满足ηi≤1，称ηi≤1为eNB的负载约束；eNB i天线k覆盖的用户数量ni，k为满足关联条件和负载约束的用户数之和ni,k=Σj=1Uuj,i,k|ηi≤1,---(7)]]>系统效用f(ψn(t))为系统中被覆盖的用户数，即系统中满足关联条件和负载约束的所有用户数之和f(ψn(t))=Σi=1NΣk=1Mni,k;---(8)]]>第三步：判断是否存在不满足负载约束的候选天线倾角集合：若存在不满足负载约束的候选天线倾角集合，则重新设置不满足约束的天线倾角集合并计算系统效用，直到所有集合满足负载约束；若不存在不满足负载约束的集合，则进行下一步；第四步：记录自身和全局最优天线倾角集合：若t＝0，将当前各天线倾角集合作为自身最优集合，记为比较上一步得到的所有天线倾角集合对应的系统效用，将系统效用最大的集合作为当前全局最优集合，记为ψg(0)，ψg(0)=arg maxψn(0)f(ψn(0)),∀n∈[1,p];]]>若t≠0，将上一步得到的各天线倾角集合系统效用与上一次迭代得到的自身及全局最优系统效用做比较，若对f(ψn(t))>f(ψsn(t-1)),]]>则更新自身最优天线倾角集合ψsn(t)=ψn(t),]]>否则，ψsn(t)=ψsn(t-1);]]>若max f(ψsn(t))>f(ψg(t-1)),]]>则更新全局最优天线倾角集合否则ψg(t)＝ψg...

【技术特征摘要】
1.一种基于改进粒子群优化的LTE网络覆盖优化方法，假设系统模型中有N个
eNB、每个eNB有Nt根天线，系统中共有M＝NtN根天线及U个用户，最大迭代次
数为tmax，tmax可由运...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志文，潘如君，蒋慧琳，刘楠，尤肖虎，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32