论文总字数：21070字

摘 要

随着移动通信技术迅猛发展，3G网络技术已经非常成熟。而网络的质量是人们所关心的，所以对通信网络的优化已经成为运营商当下及未来工作的重点。随着时间的推移，社会在不断地发展，移动通信的热点区域即用户分布情况在不断变化，所以移动通信网络是一个动态的网络。因此为了使整个网络的性能达到最优，必须不断地调整网络的动态参数，科学地优化网络的资源配置。

在网络优化技术中，天线工程参数的调整优化是最主要的手段。业务分布情况在小区中是随着时间的流逝而变化的，所以将天线下倾角与方位角永远固定不动的做法，从提高覆盖率以及节省发射能量来看，都不是最佳的。

本文提出了一个天线工程参数动态优化算法,此算法的目标是根据用户分布情况找到最佳的基站天线的下倾角与方位角，使覆盖率最大化或基站功耗最小化。通过仿真优化，找出最佳天线下倾角与方位角，然后将此算法找出的最佳天线工程参数应用于此系统中仿真验证。结果表明：基站功耗减小，小区的覆盖率显著提高.最后得出天线的工程参数调整能有效地提高网络的性能指标的结论。

关键词：用户分布, 天线方位角, 天线下倾角, 小区覆盖率, 基站功耗, 无线网络优化

The Self Optimization of Base Station Engineering Parameters according to User Distribution

Abstract

With the booming evolution of mobile communications technology, The 3rd Generation Telecommunication technology has been very mature. What people care about is the quality of the network, so the optimization of communication networks has become the focus of operators now and in the future. As time goes by, society is constantly evolving, the hot areas of mobile communications namely user distribution is changing, and as a result, the mobile communication network is dynamic. Optimizing the allocation and adjusting parameters of the network resources are necessary to achieve the best performance of the entire network.

In all the wireless network optimization technology, optimization of antenna engineering parameters are the most efficient method. The user distribution in a cell changes over time, so the fixed antenna downtilt and azimuth is not practical for improving the coverage and reducing the power consumption.

An algorithm for dynamic antenna engineering parameters optimization is proposed. The proposed algorithm aims at determining the optimal downtilt and azimuth in order to maximize the cell coverage and minimize the power consumption of the base station. Finding the optimum antenna downtilt and azimuth by optimal simulation，and then applying the antenna engineering parameter values which recommended by the proposed algorithm to the system. The simulation results show that the power consumption of base station is reduced and the coverage of cell is increased notably. Finally, draw a conclusion: The antenna engineering parameters optimization enhances the performance of the network efficiently.

KEY WORDS: user distribution, antenna azimuth, antenna downtilt,

cell coverage, BS power consumption, wireless network optimization,

第1章 绪论 5

1.1 课题研究背景及意义 5

1.2 研究现状分析 6

1.3 网络优化 7

1.3.1 网络优化的基本概念 7

1.3.2 网络优化的实施步骤 7

1.3.3 网络优化的方法 7

1.4 本文的章节安排 8

第2章 基站天线的工程参数对网络覆盖性能的影响分析 9

2.1 天线方位角和下倾角的定义 9

2.2 方位角与下倾角度对覆盖范围的影响 10

2.3 方位角和下倾角自适应调整的意义 11

第3章 天线方位角与下倾角优化数学模型 13

3.1 目标函数 13

3.1.1 覆盖率的定义 13

3.1.2 基站功耗的定义 14

3.2 数学模型 14

第4章 天线方位角与下倾角优化算法设计 15

4.1 算法的基本思路 15

4.2 最优方位角大致范围确定 16

4.2.1 用户相对方向角的计算 16

4.2.2 最优方位角大致范围计算 17

4.2.3 确定最优方位角大致范围 的意义 19

4.3 基于接收功率均值统计量的最佳工参算法 20

4.3.1 接收功率平均值统计量的定义 20

4.3.2 数学模型①的最佳天线方位角与下倾角算法 20

4.3.3 数学模型②的最佳天线方位角与下倾角算法 23

第5章 天线方位角与下倾角优化仿真验证 24

5.1 系统仿真条件 24

5.1.1 仿真参数表 24

5.1.2 Matlab仿真条件 25

5.2 在业务分布情况A下的仿真结果分析 26

5.2.1 模型①的仿真结果分析 27

5.2.2 模型②的仿真结果分析 31

5.3 在业务分布情况B下的仿真结果分析 32

5.3.1 模型①的仿真结果分析 34

5.3.2 模型②的仿真结果分析 36

第6章 结论 37

总结与展望 39

致 谢 42

参考文献 43

绪论

课题研究背景及意义

如今，移动通信市场在全球迅猛发展，移动通信已经渗透到人们的生活中的点点滴滴，成为不可缺少的一部分。对移动运营商来说，在3G网络技术日趋成熟的今天，网络的质量至关重要，所以对网络进行优化已经成为运营商当下及未来工作的重点。

对于2G网络来说，如何通过优化与完善修复现有网络来尽可能地提升通讯的质量是移动通信运营商的头号目标。而对于3G网络来说，网络优化包括网络建设初期的规划和网络建成后的调整工作。随着时间的推移，社会在不断地发展，移动通信的热点区域即用户在不断变化和增加，所以移动通信网络是一个动态的网络。因此为了使整个网络的性能达到最优，必须不断地调整网络的动态参数，科学地优化网络的资源配置。

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