基于中繼技術的B3G/4G蜂窩網絡成本優化模型

【摘要】 為了將中繼技術B3G/4G技術的網絡建設成本控制在一定范圍內，并且通過對網絡建設成本與中繼節點數量比之關系的分析，提出了成本效率模型的概念，并且根據成本效率模型與等容量曲線的結合，提出了成本優化模型。

【關鍵詞】 中繼技術 成本效率模型 等容量曲線 成本優化模型

支持更高的系統容量進而為用戶提供更高的接入速率這是B3G/4G移動通信網絡的主要特點之一；實現這一目標不僅需要有OFDM以及MMO等高端技術的支持，還必須保證單位面積上有足夠多的基站。當前，蜂窩移動通信領域的組織的第三代合作伙伴計劃，已經確定會在未來的時間里將引入中繼技術以達到降低網絡建設成本的目的，但是其中有一個不得不思考的問題，一旦中繼技術被納入后，基站的密度、節點與基站的配置數量如何取舍，這些都是直接決定系統覆蓋范圍和系統容量的指標。因此，我們必須要給予足夠的重視。本文將對蜂窩移動網絡成本及其相關工作進行簡要的解析并且對網絡建設成本與基站、中繼節點之間的關系進行探討，最終得到成本效率模型和成本優化模型。

一、成本效率模型

成本效率的含義是：在一個既定區域里，所部署容量達到一定標準的蜂窩網絡，會有很多種具體實施方案，方案的不同只讓就會有成本上的差異；由于最后起到的效果和目的都是一樣的，因此我們就將成本低的方案，表明成本效率高。

（1）覆蓋效率。假設在傳統的蜂窩網絡中一個基站的覆蓋范圍是Cov，那么當其引入中繼節點之后，我們就將其變化過后的覆蓋范圍表示為Coveff，然后我們就能較為簡單的看出在引入中繼節點之后覆蓋效率就是Coveff和Cov之間的比值。（2）成本效率。成本效率的含義是在基本一致的覆蓋范圍和系統容量下，無中繼蜂窩網絡成本與有中繼蜂窩網絡成本之間的比值。

二、成本優化模型

假設系統容量和覆蓋面積在沒有發生任何改變的情況下，我們以無中繼蜂窩網絡中，基站的密度為0時的系統性能為準，也就是隨著m的增大其密度會隨之變小，但是需要注意的是隨著m值的增加速度大于基站密度值降低的速度時會出現整體系統性能不變的情況。（參見圖1）

三、等容量曲線的獲得

根據已有的實驗和仿真實驗雖然能夠算出等容量曲線的大概走向，但是就目前的研究來看，還無法精確的確定其精確的模型；為了獲得等容量曲線并最終獲得成本優化模型，可以根據以下步驟來進行：

1.根據特定區域內的用戶密度和實際面積來確定所需的容量密度和具體覆蓋面積。2.合理選擇初始基站，并且讓其均勻的分布在覆蓋范圍之內，此時還不考慮中繼節點的配置。3.如果系統容量低于預期，那么就應該適當的增加基站的密度；如果系統容量高于預期，那么就應該適當的降低基站的密度。4.當系統容量達到預期時，我們就能夠獲得基站的科學密度。5.有意識的降低基站的密度，此時就會出現由網絡提供的系統容量會相對低于預定目標，這時就需要加入中繼節點來進行相應的彌補。6.中集節點的增加數量取決于中繼節點本身的功率和具體部署情況，一般情況下我們都是以每一個居民區為單位，設置一個中繼節點。7.部署完畢之后，還要對中繼節點的密度進行相應的調整；8.與基站一樣，如果系統容量達不到預期或者高于預期都要對中繼節點的密度進行相應的增加或者降低。9.當基站和中繼節點的密度都達到了預期，我們就可以得出一個完整的基站和中繼節點所組成的混合系統。10.通過預定系統容量和覆蓋面積，我們就能夠繪制出一個平滑的中繼節點密度和基站密度之間的關系曲線，這樣也就能更好的確定覆蓋面積下的等容量曲線。

四、結束語

本文簡要的對B3G/4G蜂窩移動網絡中基站和中繼節點之間的關系進行了一個簡要的分析，得出了成本效率模型；該模型的主要作用在于可對網絡建設方案的成本進行科學的評估，并在此基礎上結合了等容量曲線推導出成本優化模型，成本優化模型從理論上來講是具備計算出網絡成本最優點的能力的。本文的出發點雖然放在了覆蓋面積相同和系統容量相同的蜂窩移動網絡建設成本上，但卻用相對科學和客觀的方式得到的模型同樣適用于運營成本和建設成本綜合考慮的情況。

參 考 文 獻

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