【摘要】：隨著移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展,日益增長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)容量需求和網(wǎng)絡(luò)資源的高效利用率,成為當(dāng)前無(wú)線產(chǎn)業(yè)商亟待解決的問(wèn)題。對(duì)于2G,3G,4G或5G網(wǎng)絡(luò)而言,合理的基站天線選擇與下傾角調(diào)節(jié)是提升蜂窩網(wǎng)絡(luò)性能的必要方式。因此,論文提出基于螢火蟲(chóng)算法優(yōu)化調(diào)節(jié)電調(diào)天線下傾角以提升蜂窩網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的性能。研究主要包括以下內(nèi)容:1.電調(diào)天線下傾角數(shù)學(xué)模型建立。首先建立蜂窩網(wǎng)絡(luò)3×1扇形分區(qū)模型和基站天線下傾角模型,利用電調(diào)天線在垂直維度增加的自由度的特性,使用泰勒級(jí)數(shù)展開(kāi)式對(duì)垂直天線增益進(jìn)行近似表達(dá),然后根據(jù)近似所得的天線增益與路損模型推導(dǎo)出信號(hào)與干擾加噪聲比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR)的公式,得出天線下傾角與系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的關(guān)系,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化問(wèn)題的定義。2.標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲(chóng)算法的原理闡述。根據(jù)自然界中螢火蟲(chóng)群體的發(fā)光特性,從算法的仿生原理、參數(shù)定義、參數(shù)分析以及算法優(yōu)化流程四個(gè)方面對(duì)螢火蟲(chóng)算法迭代搜索最優(yōu)值原理進(jìn)行分析。并通過(guò)相關(guān)仿真分析,說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲(chóng)算法的種群規(guī)模、光強(qiáng)吸收系數(shù)與步長(zhǎng)因子等參數(shù)的不同取值對(duì)算法的優(yōu)化速度、收斂精度以及全局優(yōu)化搜索等性能的影響。3.改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法的研究分析。針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)螢火蟲(chóng)算法在優(yōu)化搜索后期容易出現(xiàn)的收斂精度低和局部?jī)?yōu)化搜索的問(wèn)題,對(duì)算法進(jìn)行功能化改進(jìn),并結(jié)合關(guān)鍵參數(shù)對(duì)算法的影響,給出基于慣性權(quán)重、收斂因子以及混沌映射的改進(jìn)螢火蟲(chóng)算法。通過(guò)仿真多元經(jīng)典峰值測(cè)試函數(shù)來(lái)比較標(biāo)準(zhǔn)算法和改進(jìn)算法在求解待優(yōu)化問(wèn)題時(shí)的優(yōu)化能力,說(shuō)明改進(jìn)算法的高效性。4.電調(diào)天線下傾角優(yōu)化問(wèn)題的研究。使用螢火蟲(chóng)算法對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中基站扇區(qū)下傾角進(jìn)行優(yōu)化調(diào)節(jié)時(shí),考慮到在全局范圍內(nèi)優(yōu)化多個(gè)扇區(qū)下傾角時(shí)所需的信息量很大,而且算法實(shí)現(xiàn)也具有較高的復(fù)雜度,提出一種分布式優(yōu)化調(diào)節(jié)方式來(lái)聯(lián)合優(yōu)化所有的扇區(qū)下傾角。另外,考慮小區(qū)獨(dú)立優(yōu)化的特殊情況,還給出基于單小區(qū)下傾角優(yōu)化調(diào)節(jié)方案,作為電調(diào)天線下傾角優(yōu)化研究的補(bǔ)充說(shuō)明。
[Abstract]:With the rapid development of mobile communication technology, the increasing demand for network capacity and the efficient utilization of network resources have become the urgent problems to be solved by wireless industry. For 2GN 3GN 4G or 5G networks, reasonable base station antenna selection and downdip adjustment are necessary to improve cellular network performance. Therefore, a firefly algorithm is proposed to optimize the tuning of the dip angle of the electric antenna to improve the performance of the cellular network system. The research mainly includes the following contents: 1: 1. The mathematical model of the downdip angle of the electrically tuned antenna is established. Firstly, the 3 脳 1 sector partition model of cellular network and the downdip angle model of base station antenna are established, and the gain of vertical antenna is approximately expressed by Taylor series expansion by using the characteristic of increasing the degree of freedom in vertical dimension of electrically tuned antenna. Then, according to the approximate antenna gain and path loss model, the formula of the ratio of signal to interference plus noise (Signal to Interference plus Noise) is derived, and the relationship between the antenna dip angle and the optimization objective function of the system is obtained, and the definition of optimization problem is obtained. The principle of standard firefly algorithm is expounded. According to the luminescence characteristics of the firefly population in nature, the principle of iterative searching optimal value of the algorithm is analyzed from four aspects: bionic principle, parameter definition, parameter analysis and algorithm optimization process. The effects of population size, light intensity absorption coefficient and step size factor on the optimization speed, convergence accuracy and global optimization search of the standard firefly algorithm are discussed. Research and Analysis of improved Firefly algorithm. Aiming at the problems of low convergence accuracy and local optimal search in the late stage of optimization search of standard firefly algorithm, this paper improves the algorithm function, and gives the inertia weight based on the influence of key parameters on the algorithm. Convergence factor and improved firefly algorithm for chaotic mapping. The optimization ability of the standard algorithm and the improved algorithm in solving the problem to be optimized is compared by simulating the multivariate classical peak test function, and the efficiency of the improved algorithm. 4. Research on the optimization of dip angle of an electrically tuned antenna. When the firefly algorithm is used to optimize the downdip angle of base station in cellular network, the amount of information needed to optimize the dip angle of multiple sectors in the global range is considered, and the implementation of the algorithm has a high complexity. A distributed optimization adjustment method is proposed to jointly optimize the dip angles of all sectors. In addition, considering the special case of cell independent optimization, the scheme of dip angle optimization based on single cell is presented, which is used as a supplementary explanation for the research of downdip angle optimization of electrically tuned antenna.
【學(xué)位授予單位】：安徽大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN828.6

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本文編號(hào)：2190762