無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)位置區(qū)規(guī)劃和優(yōu)化算法.pdf

1、在移動(dòng)通信系統(tǒng)中，由于用戶的移動(dòng)性，網(wǎng)絡(luò)須時(shí)刻識(shí)別移動(dòng)臺(tái)所處位置，它是移動(dòng)性管理(Mobility Management)的重要組成部分，位置區(qū)就是基于此發(fā)展起來(lái)的概念。許多小區(qū)被劃分在不同的位置區(qū)內(nèi)，當(dāng)移動(dòng)臺(tái)跨越位置區(qū)邊界時(shí)就要進(jìn)行一次位置更新(Location Update)，待機(jī)狀態(tài)下也要周期性的向網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行位置更新請(qǐng)求，以便告知系統(tǒng)其最新的位置信息；當(dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)起對(duì)某個(gè)移動(dòng)臺(tái)的被叫時(shí)，將對(duì)其所在位置區(qū)內(nèi)的所有小區(qū)發(fā)起尋呼(Paging

2、)以建立通信?？梢?jiàn)位置更新和尋呼都是以位置區(qū)為單位進(jìn)行的。無(wú)論是位置更新還是尋呼都要消耗網(wǎng)絡(luò)資源，而且兩者均與位置區(qū)大小形狀有關(guān)，位置區(qū)過(guò)大會(huì)導(dǎo)致更多的尋呼成本，位置區(qū)過(guò)小又會(huì)產(chǎn)生頻繁的位置更新，但在現(xiàn)實(shí)中我們期望兩者都達(dá)到最小，可見(jiàn)兩者是一對(duì)矛盾，因此，如何合理的對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)區(qū)域進(jìn)行位置區(qū)劃分，以達(dá)到最優(yōu)的位置管理成本，成為我們研究的重點(diǎn)。
　　 對(duì)于不同的網(wǎng)絡(luò)問(wèn)題，針對(duì)相應(yīng)的模型進(jìn)行了位置區(qū)規(guī)劃，在算法的選取上，分別采用常用的

3、模擬退火以及進(jìn)化算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先，提出了一種基于模擬退火的新方法來(lái)劃分位置區(qū)，采取了一種自適應(yīng)策略來(lái)調(diào)節(jié)位置區(qū)數(shù)目，并結(jié)合有效設(shè)計(jì)的模擬退火算子，克服了通常算法易于陷入局部最優(yōu)解的弊端同時(shí)避免了無(wú)效的搜索，通過(guò)在三組網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行位置區(qū)規(guī)劃，實(shí)驗(yàn)取得了更優(yōu)的結(jié)果，表明了算法的有效性。
　　 重點(diǎn)從實(shí)際出發(fā)，在基于道路統(tǒng)計(jì)以及切換統(tǒng)計(jì)的基礎(chǔ)上建立了位置區(qū)優(yōu)化模型。在通常的位置區(qū)規(guī)劃數(shù)學(xué)模型中，基本上只是考慮理論的蜂窩小區(qū)的數(shù)據(jù)模型

4、，而忽略了實(shí)際環(huán)境的地理因素，如山體河流道路等對(duì)位置區(qū)目標(biāo)函數(shù)的影響，與僅僅使用用戶流動(dòng)性數(shù)據(jù)來(lái)表述小區(qū)間的相關(guān)性相比，基于地理因素基礎(chǔ)上建立的模型更具有真實(shí)性。文中通過(guò)道路歸類統(tǒng)計(jì)為基礎(chǔ)建立移動(dòng)管理模型，以位置更新為目標(biāo)，在尋呼容量約束下求解最大位置區(qū)邊界，尋求位置更新成本和尋呼成本之間的平衡，以達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)的位置管理成本。位置區(qū)規(guī)劃通常被看作是復(fù)雜的優(yōu)化問(wèn)題，在算法實(shí)現(xiàn)上，解空間十分龐大，為了有效的壓縮搜索空間，添加了相鄰但不連通小