一种基于改进型图着色的移动通信网频率指配方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及频率管理研宄领域，尤其涉及一种基于改进型图着色的移动通信网频 率指配方法。
【背景技术】
[0002] 随着无线通信技术的飞速发展，各种无线电业务对频谱资源的需求迅速增长，在 移动通信无线网络中有数以万计的小区，每个小区均包含数目不等的若干频道，用于传输 信令、话音和数据，这些频道都需要指配频率。一方面由于无线电波传播空间的开放特性， 每一发射天线发出的无线电波都可以传播到相当广阔的空间范围；另一方面，各个小区为 数众多的收、发信机在工作时间、地点和频率上都可能相同或相近，所以如果对小区发射机 指配的频率不当，就必然会产生同频、邻频干扰，使通信质量变坏，系统容量降低。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于改进型图着色的移动通信网频率 指配方法。
[0004] 本发明采用如下技术方案：
[0005] -种基于改进型图着色的移动通信网频率指配方法，其改进之处在于，包括如下 步骤：
[0006] 步骤1 :指配需求分析；
[0007] 步骤2:频率资源获取；
[0008] 步骤3:兼容矩阵计算；
[0009] 步骤4:频率指配。
[0010] 进一步的，所述的步骤1具体包括：
[0011] 步骤11 :提取移动通信系统无线网内的小区总数，假设移动通信系统无线网内的 小区总数为N ;
[0012] 步骤12 :提取各小区所需的频道数目，各个小区所需的频道数：Mi，M2, A A，MN，设 置频道需求向量，它可以表示为：
[0013] FD = [M1； M2, L, Mi； L MN]
[0014] 其中叫是代表第i小区所需的频道数，i = 1，2, A A，N，可由该小区所要承担的 业务容量和所要求的阻塞率确定。
[0015] 步骤13 :设置频道状态矩阵；
[0016] 定义一个频道状态矩阵FSM来定量表示各小区各频道的状态：
[0017] _ -1'1 *' -
【主权项】
1. 一种基于改进型图着色的移动通信网频率指配方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1 :指配需求分析； 步骤2:频率资源获取； 步骤3:兼容矩阵计算； 步骤4 :频率指配。
2. 根据权利要求1所述的基于改进型图着色的移动通信网频率指配方法，其特征在 于，所述的步骤1具体包括： 步骤11 :提取移动通信系统无线网内的小区总数，假设移动通信系统无线网内的小区 总数为N ; 步骤12 :提取各小区所需的频道数目，各个小区所需的频道数：M1, M2, Λ Λ，Mn，设置频 道需求向量，它可以表示为： FD = [M1, M2, L, Mi, L Mj 其中叫是代表第i小区所需的频道数，i = 1，2, Λ Λ，Ν，可由该小区所要承担的业务 容量和所要求的阻塞率确定。 步骤13 :设置频道状态矩阵； 定义一个频道状态矩阵FSM来定量表示各小区各频道的状态：
其中，FSu代表第I小区的第J个频道的状态，取三种不同类型的值代表不同频道的状 态情况：
FSM矩阵的第I行零的数目应该等于该行的相应小区所需频道数，其余均为-1，除具有 最大频道数的小区之外，其他小区都必须设立一些虚拟频道，才能建立一个完整的频道状 态矩阵，虚拟频道状态的取值均是-1，在频率指配的过程中，当一个频道已分到频率之后， 该频道的取值应该改变为非零的正整数，即已分得的频率的序号。
3. 根据权利要求1所述的基于改进型图着色的移动通信网频率指配方法，其特征在 于，所述的步骤2具体包括： 步骤21，在授权频段内根据频率保护计划、频率管制计划等将保护频率、禁用频率等去 除； 步骤22,将各小区限制使用的频率去除，得到各小区基本可用频率集； 步骤23,将各小区的基本可用频率集和设备的工作频段取交集； 步骤24,基于频谱监测数据，各小区按地域去除频谱占用度高的频率和频段； 步骤25,将各小区可用频段按信道间隔离散化，并将频率以正整数编号，指配过程及指 配结果以频率序号进行处理，约束关系以具体频率进行计算，确定各小区可用频率集。
4. 根据权利要求1所述的基于改进型图着色的移动通信网频率指配方法，其特征在 于，所述的步骤3具体包括： 步骤31，考虑各小区间干扰，确定各小区间约束关系，计算生成指配约束值； 步骤32，考虑各小区特点，判断某个待指配小区内部的无干扰频率间隔，确定小区内约 束关系，生成指配约束值； 步骤33,综合小区内、小区间约束值，生成兼容矩阵，兼容矩阵为NXN ; 频道兼容矩阵FCM形式如下：
其中，FCu表示第I个小区和第J个小区的频道约束值m u;m "的取值是通过计算各小 区频道兼容间隔确定的，具体为：
其中，各频道间Id1 (fWq) I > mn表示小区1内部的各频道间隔应大于mn， (I1 (f) -d; (q) I > Iiiu表示保证小区1与小区J无干扰的最小频率间隔应大于m u， Cl1 (f)_d2(q) I = O表示小区1与小区2可以分别使用其可用频率集的任意频率而不产生 干扰。
5. 根据权利要求4所述的基于改进型图着色的移动通信网频率指配方法，其特征在 于，所述的步骤31具体包括： 步骤311，判断某两个待指配小区间是否存在同频、邻频干扰；若是，则跳转步骤312， 否则跳转步骤313 ; 步骤312,计算各小区间无同频、邻频干扰的最小频率间隔，将该间隔设为该两个小区 间频率指配的约束值； 步骤313,将该两个小区间的指配约束值设为O ; 步骤314,重复上述过程计算任两个小区间的指配约束值。
6. 根据权利要求1所述的基于改进型图着色的移动通信网频率指配方法，其特征在 于，所述的步骤4具体包括： 步骤41，对各小区的待指配频道进行难度排序； 定义FCM矩阵第I行的元素之总和 tj -I
作为第I小区频道的频率分配难度系数； 步骤42,按难度递减顺序对各频道指配频率，各频道的选频策略为选择最大复用频率 或选择最低可用频率； 步骤43,判断当前指配频道是否发生阻塞，若是，则将违约值记录在禁忌表，若否，则跳 转至步骤44 ; 步骤44,判断各频道是否完成指配，若是，则跳转至步骤45,若否，则跳转至42 ; 步骤45,判断是否存在阻塞频道，若是，则跳转至步骤46,若否，则完成指配过程； 步骤46,阻塞频道指配。
7.根据权利要求6所述的基于改进型图着色的移动通信网频率指配方法，其特征在 于，所述的步骤46具体包括： 步骤461，对阻塞频道的相关频道进行难度排序； 步骤462,按难度递减顺序对难度最大的相关频道进行频率调整，调整的策略为将可用 频率集中所有后备频率依次计算，选择违约值最小的频率进行调整； 步骤463,判断所做调整是否满足约束关系；若是，跳转至466将满足约束关系的频率 指配给阻塞频道，完成阻塞频道频率指配；若否，跳转至464将违约值记录在禁忌表； 步骤464,将该频段指配频率的违约值记录在禁忌表； 步骤465,判断相关频道数量是否为0,若否，则跳转至步骤462进行下一个相关频道进 行频率调整；若否，则将最小违约值对应的频率指配给该频道和阻塞频道； 步骤466,将满足约束关系的频率指配给阻塞频道； 步骤467,将最小违约值对应的频率指配给阻塞频道，完成频率指配。
【专利摘要】本发明公开了一种基于改进型图着色的移动通信网频率指配方法，其改进之处在于，包括如下步骤：步骤1：指配需求分析；步骤2: 频率资源获取；步骤3: 兼容矩阵计算；步骤4：频率指配。本发明所公开的移动通信网频率指配方法，基于图着色算法运行速度快、准确率高的特点，算法主体结构采用图着色算法，并就图着色算法可能遇到的穷尽搜索导致的无解问题，利用禁忌搜索算法的思想，通过设置禁忌表来规避此缺陷，达到提升算法灵活性的目的。
【IPC分类】H04W72-04
【公开号】CN104869647
【申请号】CN201510264474
【发明人】王凡, 卢冬鸣, 谢曜聪, 刘玉超, 王健, 王先义, 程黎, 郝志宏, 于秋杰
【申请人】中国电子科技集团公司第二十二研究所
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月21日