分层优化网络资源规划方法
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网络优化的网络拓扑优化方法网络拓扑优化方法在网络优化中扮演着重要的角色。
通过对网络拓扑进行优化,可以提高网络性能、减少网络延迟、增强网络安全性等,从而提升用户体验和网络效率。
本文将介绍一些常见的网络拓扑优化方法。
1. 分层拓扑结构分层拓扑结构是一种常见的网络优化方法。
它将网络划分为多个逻辑层次,每个层次担负不同的任务和功能。
比如,常见的三层(核心层、汇聚层、接入层)和两层(核心层、接入层)结构。
通过分层结构,可以实现数据的快速传输、减少网络堵塞和减少网络延迟。
此外,分层结构还能够提高网络的可扩展性和容错能力。
2. 路由优化路由优化是网络拓扑优化的重要手段。
通过优化路由算法和路由表设置,可以减少网络中的冗余路径、降低路由开销、提高路由的选择准确性等。
常见的路由优化算法有最短路径优先(SPF)算法、OSPF、BGP等。
这些算法可以根据网络的拓扑结构和路由需求来选择最优路径,从而提高网络的传输效率和带宽利用率。
3. 负载均衡负载均衡是指将网络流量合理地分布到多个服务器或链路上,从而实现流量的均衡分配和资源的高效利用。
负载均衡可以通过配置硬件设备或软件算法来实现。
常见的负载均衡算法有轮询、加权轮询、最少连接等。
通过负载均衡,可以减轻单个节点的负荷,提高系统的可靠性和性能。
4. 缓存优化缓存优化是一种将经常访问的数据暂存到高速缓存中的技术。
在网络拓扑中,通过合理设置缓存策略和缓存算法,可以减少数据的传输延迟,提高用户访问速度和系统响应时间。
常见的缓存技术有页面缓存、对象缓存、CDN等。
通过缓存优化,可以降低网络负载,提高数据的访问效率。
5. 网络安全优化网络安全优化是保障网络拓扑安全的一项重要工作。
通过采取安全策略和安全措施,可以减少网络攻击和数据泄露的风险,保护网络的完整性和可用性。
常见的网络安全优化措施有网络隔离、访问控制、防火墙等。
通过网络安全优化,可以提高网络的安全性和可信度。
总结起来,网络拓扑优化方法包括分层拓扑结构、路由优化、负载均衡、缓存优化和网络安全优化。
网络规划对于网络性能优化的方法与技巧绪论随着互联网的快速发展,网络已经渗透到我们生活的方方面面。
然而,对于大多数用户而言,网络性能的良好表现是非常重要的。
网络规划是网络性能优化的基础,本文将探讨网络规划在提升网络性能中的方法与技巧。
一、网络拓扑设计网络拓扑设计是网络规划的核心。
通过合理的网络拓扑设计,可以优化网络的传输效率和性能。
首先,需要确定合适的网络层次结构,例如分布式、星状、环状等。
其次,应根据网络规模和需求,确定网络设备的布局和位置。
最后,考虑网络冗余和容错能力,确保网络的高可用性和可靠性。
二、网络设备选型网络性能的好坏与所选用的网络设备密切相关。
在网络规划中,需要根据网络需求选择合适的网络设备,并对其性能、吞吐量、处理能力等进行评估。
此外,还应考虑设备的可扩展性和兼容性,确保网络的稳定和可持续发展。
三、网络带宽管理网络带宽是网络性能的重要指标之一。
通过合理管理网络带宽,可以确保网络资源的合理分配,并提高网络的传输速度和响应时间。
在网络规划中,可以采取以下几种方法来优化网络带宽:1. 增加网络带宽:通过升级网络设备或增加物理链路的方式,来增加网络的总带宽。
2. 流量控制和调度:通过合理的流量控制和调度策略,对网络中的数据进行优先处理,提高网络的传输效率。
3. 带宽优化技术:利用带宽优化技术,如压缩、缓存、分流等,来减少网络传输中的冗余数据,提高带宽利用率。
四、网络安全策略网络安全是网络规划中不可忽视的一环。
在网络规划中,需要制定合理的网络安全策略,以保护网络免受各种外部威胁和攻击。
网络安全策略可以包括防火墙、入侵检测系统、访问控制等措施,以确保网络数据的机密性、完整性和可用性。
五、网络监控与管理网络监控和管理是网络规划中的重要一环,可以帮助及时发现并解决网络故障和问题,提高网络的运行效率和性能。
网络监控和管理可以包括以下几方面:1. 实时监控网络设备和链路的状态和性能指标,及时发现故障和异常。
网络资源配备计划优化网络结构提升通信速度为了提升网络通信速度,优化网络结构,本文将从网络资源配备计划的角度分析并提出一些建议。
一、网络资源分析网络资源是指构成网络基础设施的各种硬件设备、软件系统以及相关技术人员。
目前,我们的网络资源包括路由器、交换机、服务器、防火墙等设备,并配备了相应的网络管理系统和技术人员。
二、网络结构问题在现有的网络结构中,我们面临以下问题:1. 带宽瓶颈:由于网络流量的不断增长,带宽已经成为我们网络的瓶颈之一。
在高峰时段,网络速度明显下降,影响了用户的使用体验。
2. 网络安全漏洞:当前网络环境中存在各种网络攻击和威胁,如病毒、黑客入侵等。
我们的网络结构需要进一步加强安全防护,保障网络运行的稳定性。
3. 硬件设备老化:部分网络设备已经使用多年,性能和技术已经逐渐落后,需要进行更新和升级,以提高网络的可靠性和稳定性。
三、网络资源配备计划优化为了解决上述问题,我们提出以下网络资源配备计划优化的具体措施:1. 增加带宽:通过增加带宽,可以有效解决网络带宽瓶颈问题。
根据实际需求,对网络进行带宽扩容,在高峰时段提供更稳定的网络连接,提升用户的通信速度。
2. 强化网络安全防护:加强网络安全措施,包括更新和升级防火墙、入侵检测系统等设备,加强网络监控和数据加密,确保网络的安全性和稳定性。
3. 设备升级和替换:对老化和技术落后的硬件设备进行更新和升级,提高设备的性能和功能,确保网络的可靠性和稳定性。
4. 网络拓扑优化:对网络拓扑结构进行优化,合理规划网络设备的布局和连接方式,减少网络延迟和数据包丢失,提升通信速度。
5. 定期维护和监测:建立网络维护和监测机制,定期对网络设备进行巡检和维护,及时发现和解决网络故障,保障网络运行的稳定和可靠。
四、预期效果通过以上网络资源配备计划的优化,我们预期可以达到以下效果:1. 提升网络通信速度:通过增加带宽、优化网络拓扑结构等措施,提高用户的通信速度,提升用户体验。
网络规划对于网络性能优化的方法与技巧随着互联网的快速发展,网络已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
但是,随着网络使用的普及,网络性能问题也越来越突出。
为了解决网络质量和速度的问题,网络规划成为了至关重要的一环。
本文将探讨网络规划在网络性能优化中的方法与技巧,并为读者提供一些实用的建议。
1. 网络拓扑规划网络拓扑规划是网络规划中的首要步骤。
合理的网络拓扑布局可以避免网络瓶颈和单点故障,从而提高网络性能。
在进行网络拓扑规划时,需要考虑以下几点:(1)确定网络结构:根据组织的需求和发展规模,选择合适的网络结构,如星型、环型、总线型等。
(2)划分子网:根据网络的规模和工作负载需求,将网络划分为多个子网,合理划分IP地址,以便更好地管理网络。
(3)设计物理布局:根据场地的情况,规划网络设备的放置位置,避免信号干扰和电缆过长等问题。
2. 带宽管理与优先级分配带宽管理是网络性能优化的核心,合理的带宽管理可以提高网络的稳定性和响应速度。
在进行带宽管理时,可以考虑以下几个方面:(1)流量监控与分析:通过对网络流量的监控和分析,了解网络的负载情况,找到哪些节点或应用程序占用了大量的带宽资源。
(2)带宽控制:根据流量分析结果,对占用带宽较大的节点或应用程序进行限制,避免带宽被过度占用。
(3)优先级分配:根据网络中不同应用的重要性和需求,合理地分配带宽资源。
例如,对视频会议、在线游戏等对实时性要求较高的应用提供更高的带宽。
3. 网络设备的选择与优化网络设备的选择和配置对网络性能起着至关重要的作用。
在选择网络设备时,可以考虑以下几点:(1)带宽与性能:根据需求选择合适的设备,确保设备的带宽和性能能够满足网络的需求。
(2)冗余与备份:为了提高网络的可靠性和鲁棒性,可以考虑配置冗余设备和备份链路,避免单点故障。
(3)升级与更新:及时升级设备的固件和软件,保持设备的正常运行和安全性。
4. 安全措施与监控网络安全是一个永恒的话题,合理的安全措施和监控可以保护网络免受攻击,保证网络的正常运行。
网络规划对于网络性能优化的方法与技巧随着科技的发展和互联网的普及,网络已经成为我们日常生活和工作中必不可少的一部分。
然而,随着网络的扩展和使用量的增加,网络性能问题也随之而来。
对于企业和个人用户而言,网络性能优化已经成为一个迫切的需求。
而网络规划作为网络性能优化的重要手段之一,不仅能够减少网络问题,还能提高网络效率和用户体验。
本文将从网络规划的角度,探讨网络性能优化的方法与技巧。
一、评估网络需求要进行网络性能优化,首先需要对网络进行全面的评估,了解网络现状和网络需求。
通过对网络带宽、数据流量、网络拓扑和用户需求的分析,可以为网络规划提供基础数据。
通过监测网络的使用情况和资源利用率,可以及时发现网络瓶颈和问题,并为网络优化提供依据。
二、优化网络拓扑网络拓扑是指网络中各个设备之间的连接关系。
优化网络拓扑可以减少数据传输的跳数和延迟,提高数据传输速度和稳定性。
在规划网络拓扑时,应该合理布置路由器和交换机,并采用合适的网络架构和传输协议。
此外,还可以使用网络虚拟化技术来优化网络拓扑,将多个物理网络抽象为一个虚拟网络,提高网络的灵活性和可管理性。
三、划分子网和VLAN划分子网和VLAN可以提高网络的安全性和性能。
通过将大的网络划分为多个子网,可以减少广播风暴和冲突域,提高网络的可靠性和稳定性。
而VLAN技术则可以将虚拟局域网与物理网络隔离,实现不同网络用户之间的隔离和安全访问控制。
划分子网和VLAN要根据网络用户的需求和网络的物理结构来进行,合理规划IP地址和子网掩码,并设置适当的VLAN之间的通信规则。
四、优化网络设备配置网络设备的配置对网络性能有着直接的影响,合理配置网络设备可以提高网络的性能和稳定性。
在配置网络设备时,应该根据网络需求和设备性能来选择合适的设备,并进行合理的参数设置。
例如,调整路由器的缓冲区大小、调整交换机的转发方式和协议,优化网络设备的QoS(Quality of Service)配置等。
如何进行有效的网络架构规划与优化网络架构规划与优化是确保网络系统高效运行的重要环节,它关乎着组织的信息流畅性和业务的顺利进行。
本文将从规划和优化两个方面讨论如何进行有效的网络架构规划与优化。
一、网络架构规划网络架构规划是指在组织内部,对网络系统进行整体设计和布局,确保其能够满足组织的业务需求。
以下是进行网络架构规划的几个关键步骤:1. 了解业务需求首先,我们需要全面了解组织的业务需求,包括数据传输量、用户数量、访问模式等等。
只有清楚了解了业务需求,才能建立起合适的网络架构。
2. 制定网络拓扑结构网络拓扑结构决定了网络的布线方式和连接方式。
对于小型组织,可以选择星型或总线型拓扑结构;对于大型组织,可以选择树状、网状或混合拓扑结构。
在制定网络拓扑结构时,需要考虑到组织内部的办公环境和布线条件。
3. 选择网络设备根据业务需求和网络拓扑结构,选择合适的网络设备,如路由器、交换机、防火墙等。
在选择网络设备时,要考虑设备的性能、可靠性、扩展性和兼容性等因素。
4. 划分网络子网根据组织的业务需求和安全要求,将网络划分为不同的子网。
每个子网可以设置独立的IP地址段和子网掩码,以实现对不同部门或区域的管理和控制。
5. 配置网络安全策略网络安全是网络架构规划中不可忽视的重要环节。
合理配置网络安全策略,如访问权限控制、数据加密、入侵检测等,可以有效保护组织的信息安全。
二、网络架构优化网络架构优化是在网络系统已经建立的基础上,针对网络性能和效率方面的问题,对网络进行调整和改进。
以下是进行网络架构优化的几个关键步骤:1. 监测网络性能通过使用网络监测工具,全面监测网络的性能指标,包括带宽利用率、延迟、丢包率等。
准确了解网络的性能状况,可以为后续的优化工作提供依据。
2. 优化网络拓扑根据网络性能监测的结果,对网络拓扑进行调整和改进。
可以通过增加带宽、调整设备位置、优化网络布线等方式提升网络的性能。
3. 优化网络设备配置合理配置网络设备的参数和选项,如路由器的路由策略、交换机的VLAN设置等,可以提高网络的性能和稳定性。
网络规划对于网络性能优化的方法与技巧近年来,随着互联网的迅速发展,网络性能优化成为了许多企业和个人关注的焦点。
在确保网络的高效运行和无故障连接的同时,网络规划起着至关重要的作用。
本文将介绍网络规划对于网络性能优化的一些方法与技巧。
一、网络拓扑设计网络拓扑设计是网络规划的核心环节之一。
合理的网络拓扑结构可以提高网络性能,并减少网络故障的发生。
在进行网络拓扑设计时,首先需要了解网络的规模和需求,合理安排网络设备的布置和连接方式。
例如,在大规模企业网络中,可以采用分布式的层次结构,将核心交换机与边缘交换机连接起来,从而提高网络带宽和稳定性。
二、网络设备的选型网络设备的选型也是网络规划的重要方面。
不同的网络设备在性能和功能方面存在差异,因此选择适合自己网络环境的设备是至关重要的。
了解网络设备的各项指标,如吞吐量、转发速度、缓存大小等,并根据实际需求进行选择。
同时,需要与网络设备供应商进行充分的沟通和交流,以获取更加准确的设备信息,并确保设备的兼容性和稳定性。
三、带宽管理带宽管理是网络性能优化的关键一环。
通过合理的带宽管理策略,可以避免网络拥堵和带宽浪费的问题。
对于重要业务和应用,可以进行优先级设置,确保其在网络传输过程中得到充分的带宽资源。
此外,可以使用流量控制、速率限制和质量服务等手段来调整带宽的分配和使用,进一步提高网络的性能。
四、路由优化路由优化是网络性能优化的重要手段之一。
路由器是网络中的关键节点,通过选择最短路径和避免网络环路,可以减少数据包的延迟和丢失。
在网络规划中,需要合理设置路由策略,优化路由器的转发规则,避免冗余和不必要的转发,从而提高网络传输的效率和可靠性。
五、防火墙配置网络安全是网络规划中不可忽视的一部分。
合理配置防火墙可以保护网络免受恶意攻击和入侵,并提高网络的可靠性。
根据网络的风险评估,设置不同层次的防火墙保护策略,限制对网络的非法访问和数据泄露,从而提高网络的性能和安全性。
六、监控与优化网络性能的监控与优化是网络规划中持续进行的工作。
网络计划优化的方法网络计划优化可是个很有趣的事儿呢!一、工期优化。
工期优化就像是给计划来一场速度大挑战。
有时候我们接了个项目,时间特别紧,那就得想办法缩短工期。
怎么缩短呢?这就需要我们找出那些关键路径上的活动。
关键路径就像是一条链子上最关键的几个环,只要把这些环的时间压缩一下,整个链子的时间就可能变短啦。
比如说有个活动原本需要10天完成,我们通过增加人力、物力或者改进工作方法,让它8天就完成了,那工期可能就会缩短不少呢。
不过这里面也有讲究,不能瞎压缩,要是把人力加得太多,可能成本就会噌噌往上涨,这可就不划算了。
所以在进行工期优化的时候,我们得在时间和成本之间找个平衡。
就像走钢丝一样,得小心翼翼地保持平衡,不然就容易掉下去。
二、费用优化。
费用优化啊,这就是要和钱打交道了。
我们做网络计划的时候,每个活动都有自己的成本,有的活动如果加快速度做,成本就会增加,有的活动可能稍微慢点做,成本反而能降下来。
这时候我们就得分析每个活动的费用和工期的关系。
比如说,一个活动正常做要花1000块,需要5天,但是如果我们想让它3天做完,可能就得花1500块。
那我们就要看整个项目的情况,如果缩短这个活动的工期能给整个项目带来更大的好处,比如说能提前拿到奖金或者避免违约罚款,那多花这500块可能就是值得的。
但如果没有这些好处,那还是老老实实按照正常的工期和成本来做比较好。
这就像我们平时买东西一样,得看看性价比,不能只图快或者只图便宜。
三、资源优化。
资源优化就像是给一群小伙伴安排工作一样。
资源嘛,可能是人力、设备或者材料。
在网络计划里,我们要让这些资源得到合理的利用。
比如说,有两个活动都需要同一个技术人员,但是这两个活动的时间安排有冲突,这时候我们就得调整一下,要么把其中一个活动的时间往后推一推,要么找其他人来代替这个技术人员。
如果资源分配不合理,就像一群人挤在一个小房间里,大家都施展不开,工作效率就会很低。
我们要像个聪明的管家一样,把资源合理地分配到各个活动中去,让每个活动都能顺利进行,而且资源还不会闲置浪费。
多层网络架构设计与优化随着互联网的快速发展,企业和组织对网络架构的需求也越来越高。
多层网络架构设计和优化成为了网络工程师们需要面对的重要任务。
本文将深入探讨多层网络架构设计和优化的相关内容,包括其定义、特点、设计原则和优化方法。
一、多层网络架构设计的定义和特点多层网络架构设计是指通过将网络划分为不同的层次,在不同层次上分别实现不同的网络功能,以实现网络通信的高效和可靠。
多层网络架构设计的特点主要体现在以下几个方面:1. 分层结构:多层网络架构将整个网络划分为若干个层次,每个层次负责不同的功能。
这样可以使网络结构更加清晰,各层之间的关系更加明确。
2. 模块化设计:每个层次都是一个独立的模块,可以根据需要进行独立的设计和开发。
这样不仅可以提高开发效率,还方便了网络的维护和升级。
3. 抽象和封装:多层网络架构设计通过将底层实现封装起来,只向上层提供抽象的接口。
这样可以降低上层模块对底层实现的依赖程度,提高整个网络的灵活性和可扩展性。
二、多层网络架构设计的原则在进行多层网络架构设计时,需要遵循一些基本的原则,以确保设计的可靠性和可扩展性。
1. 单一责任原则:每个层次应该具有一个清晰并且唯一的责任和功能。
这样可以使得各个层次的功能明确,更容易进行模块化设计和维护。
2. 开闭原则:多层网络架构设计应该是开放和可扩展的,能够适应未来的需求变化。
各个层次之间的接口应该是稳定的,并且可以方便地进行拓展和修改。
3. 松耦合原则:各个层次之间应该是松耦合的,即上层对下层的依赖应该尽量减少。
这样可以提高系统的灵活性和可维护性。
4. 高内聚原则:每个层次内部的组件应该具有高度的内聚性,即各个组件之间的关联应该尽可能紧密。
这样可以减少通信开销,提高系统的性能。
三、多层网络架构的优化方法为了实现多层网络架构设计的优化,我们可以采取以下几种方法:1. 性能优化:对于多层网络架构设计来说,性能是一个十分重要的指标。
我们可以通过合理的负载均衡、缓存优化、数据库优化等方式来提高系统的性能。
低成本的蜂窝移动通信系统:分层优化网络资源规划方法摘要:本论文涉及蜂窝移动通信系统的设计优化和无线网络资源的规划。
在移动网络规划中需要考虑的关键因数是成本。
由于在大型的系统设计中必须考虑诸如系统性能,地形特征,基站参数和成本等很多因素,故分层优化规划方法(HOP)得到了应用。
在此我们提出了设计蜂窝移动系统的三层优化方法。
它能确定小区的数量,小区的安置和具体的基站参数以使整个系统的成本最小化并符合所要求的系统性能。
我们把问题阐述为一个大型的组合优化模型,通过此模型确定小区的最优数量并选择最佳的基站位置。
模拟退火方法被用来解决这个困难的组合问题。
模拟结果证明了HOP方法在无线网络规划中的可行性和有效性。
关键词:蜂窝移动通信系统,最优化,无线网络规划,模拟退火Ⅰ介绍随着对移动通信业务需求的巨大增长,系统设计优化和无线网络规划的问题变得越来越重要。
虽然在移动蜂窝网络规划领域作了很多关于覆盖分析,信道分配,路由选择和传播等方面的研究,但在关于成本有效系统设计的网络规划方面的研究却不多[1]-[5]。
实际上,在复杂的移动通信设计中必须考虑很多因数,如系统性能,系统容量,小区覆盖,话务量,地形和传播特征等。
关于小区数量,小区位置,基站和移动单元的设计参数及信道分配的决定必须根据相互之间的关系作出。
小区的位置可以根据给定的小区数量,覆盖性能,话务分布和传播环境来确定。
基站和移动单元的设计参数必须要等到小区的部署全部完成后才能具体化。
最后,在话务和避免干扰等方面能改善系统性能的信道分配[6]-[8]只有在移动蜂窝网络的结构被详细说明后才能决定。
在决定任何通信系统经济上的可行性时成本都是一个关键因素。
一个好的设计方法应该能在诸如网络性能标准,话务量和技术升级等因素中进行权衡,使成本最优化[9]。
至今已有几个商用软件包被成功应用于移动蜂窝系统的网络规划中,如plaNET软件。
但不管怎样,它们在规划中都没有直接包括金融上的规划或者考虑成本。
另一方面,如Analysis STEM建模系统等的一些软件是决策支持工具以获得金融模型并提供蜂窝移动系统的成本分析。
但在它们的成本模型中又没有考虑网络规划。
这篇论文试图同时考虑成本和网络规划因数以填补这个缺口。
这种唯一的组合对移动网络业务的供应商有极大的意义。
它发展了最优化的网络规划方法,在系统设计上既使总的系统成本最小化同时又保证了好的系统性能。
可操作的研究策略-分层优化的规划早已被成功应用于大规模制造系统的生产规划和健康关心及服务系统的决策制定中[10]-[12]。
在这些事例中,集合规划通常是不可行的,因为对于大型的复杂系统的集合规划模型通常不能被公式化或无法求解。
在本论文中,我们描述了关于移动蜂窝通信系统设计的网络规划的分层特性,提出了一个分层优化规划方法(HOP)以确定无线网络的结构,即小区的数量,小区的大小,小区的安置,天线增益及天线高度的参数和基站及移动单元的发射功率。
一个组合优化模型被推导出来以确定小区的最佳数量和基站的最佳位置使得在总的系统成本最小化的同时又能保证良好的覆盖质量和话务性能。
规划模型是一个有难度的组合优化问题[13]。
诸如分支界限法和动态规划法之类的优化算法不能在合理的时间求得优化解[13]。
因为牵涉到很多变量和复杂的约束,被用来解决大型组合优化问题的分解法和拉格朗日松驰法[14]可能也无法应用到规划模型中。
在本论文中,一个建立在模拟退火(SA)基础上的算法被推导出来用于解决此问题,并在合理的计算量求得了逼近的最优结果。
本论文的安排如下。
在第二节,我们描述了蜂窝无线网络规划问题。
第三节提出了解决这个问题的分层优化规划方法。
在这一节还提出了组合优化模型和模拟退火算法。
最后,在第四节给出了用HOP 方法实现新加坡的蜂窝移动通信服务系统的网络规划的模拟结果。
Ⅱ问题诉如图1所示,假如我们想要发展一个蜂窝移动通信系统为新加坡地区提供服务。
整个地区将覆盖三种类型的土地:市区,郊区和农村。
我们需要考虑非一致的话务分布:话务高峰通常在市中心,局部话务高峰在郊区中心。
给定与覆盖性能相关的地区覆盖概率a P 。
边界处的定位概率L P 和覆盖边界处接收信号强度的门限电平cell P 可以从覆盖概率a P 和要求的信号强度,即载干比C/N[2]中推导得出。
服务等级被设定为在忙时发起呼叫的阻塞概率block P 。
为满足业务要求在系统中采用了频率复用方案。
问题是怎样设计一个最优网络结构,即确定小区的数量,小区的大小,每个基站的位置和基站及移动单元的参数,以保证达到要求的性能目标,并使总的系统成本最小化。
基站设备的成本是由机器设备及安装,天线,建筑物及铁塔和发射机及收信机等的成本决定的。
为了设计这样一个系统,必须考虑许多因素[1],[9],需要作出许多不同层次的决策。
涉及的主要因素如下:系统性能的详述,小区的覆盖,话务分布,地形,传播数据和系统成本因素。
所有的这些因素相互影响,它们之间的复杂关系需要确定。
由于系统的复杂性,在实际中网络规划过程是分层次的。
规划活动包括:性能的说明和分析,从小区的数量及小区的位置方面来说的形式上的小区规划,和关于射频小区参数的设置及信道分配的详细小区设计。
Ⅲ网络规划和设计方法我们提出了蜂窝移动通信网络设计的三层HOP方法。
网络规划的三层结构如图2 所示。
在第一层,决定了小区数量的上界和相应的小区覆盖围。
HOP的输入参数如下:忙时的话务负荷,覆盖要求和整个服务区域的地形特征。
并选择典型情况下的传播参数。
任务为用最小的小区数量覆盖整个区域并满足平均话务需求。
在第二层,小区的数量和最佳的小区位置由大型的组合优化模型决定。
模型的规划目标是使总的系统成本最小化,同时确保覆盖的质量,并努力符合非一致话务负载的要求。
我们考虑到了不同用户的话务密度和不同类型服务区域的地形特征。
如图1 所示,整个区域被划分为市区,郊区和农村。
这些区域进一步被划分为更小的网格。
环境结构方面的信息,用户密度和每个网格的平均俯角等都可以从地理信息系统(GIS)的数据库里得到。
详细规划在第三层进行,每个小区的具体参数,如天线模型及其增益,发射功率,天线高度和信道利用率等都在这一层设置。
最后,把成本估计出来。
规划过程的总体系统性能很大程度上取决于不同层次上的不同活动和决策相结合的程度。
如图2所示,决策必须在双向上相互调整和加强。
为了获得这个HOP 方法和最优成本模型,需要考虑几个复杂的关系:覆盖率的要求,小区的覆盖围和小区边界信号强度之间的关系[2];传播损失和具体的人造建筑物及地形外表之间的关系[17];设备和成本之间的关系。
传播损失可以用Hata 传播模型预测[18]。
Hata 模型刻划了对于市区,郊区和农村等地形是准光滑或不规则的不同环境下无线传播的特性。
在蜂窝系统的设计中这个模型广泛应用于预测不同环境下的路径损失[17][19]。
关于市区基本传输损耗的Hata 公式由下式给出:Lu (db) = 69.55 + 26.26·log(f) - 13.82·log(b h ) - a(m h )+ [44.9 - 6.55·log(b h )]·log(d) (1)其中移动台天线高度的校正因子a(m h )为:对于中小城市,a(m h )=[1.1·log(f)-0.7]·m h -[1.56·log(f)-0.8];对于大城市,a(m h )=3.2·[log(11.75·m h )]2-4.97,且频率f ≥400MHz 。
郊区和农村的传播损失Lsu 和Lrqo 由下式给出:Lsu = Lu - 2·[log(f/28)]2 - 5.4 (2)Lrqo = Lu – 4.78·[log(f)]2 + 18.33·log(f) – 35.94 (3)Hata 公式适用的围为频率f 在150 MHz 到1000 MHz 之间,基站天线高度b h 介于30m 和100m 之间,移动台天线高度m h 介于1m 和10m 之间,距离d 的变化围为从1km 到20km 。
在以下各节中,将给出HOP 方法每一层的细节。
A. 第一层:小区数量和小区大小的最初决定首先,根据整个地区的覆盖性能和平均话务需求决定需要的最小基站数。
为了确定系统设计中需要的小区数的上界,这个最小的基站数是在最差的情况下计算的的。
在此我们取小区复用因子k=7,并给定地区覆盖概率a P 和用户阻塞率block P 。
把覆盖区域对移动话务量的要求考虑为在忙时由在此区域的移动单元发起的所有呼叫尝试。
它是根据覆盖区域车辆的交通流量来预测的。
给定预估的呼叫尝试率,该区域的话务负载就转化为忙时在此区域的移动用户数。
我们定义以下符号:pt C 根据每个小区的信道数和给定的阻塞率block P 得到的每个小区可以提供的话务量(用户数/小时)。
tt C 整个服务区的总话务量(用户数/小时)。
cell P 覆盖边界处的接收信号强度的门限电平。
pp P 射频输出的峰值功率(dbW)。
t P 发射天线的输入功率(dbW)。
r P 接收天线的接收功率(dbW)。
b g ,m g 分别为基站和移动单元的天线增益(db)。
b h ,m h 分别为基站和移动单元的天线高度。
d 小区的平均辐射半径(km)。
S 服务区的总面积(km 2)。
首先考虑覆盖性能。
从发射机到接收机射频功率的预算资源由下列方程给出[1],[9]:rP = t P + b g – L(d) + m g (4)tP = pp P – l (5)其中L(d)是传输损耗(db),而l 是绝缘体,组合器和射频电缆的复合损耗。
整个地区小区数量的上界由关于市区的Hata 传播模型决定。
关于郊区和农村的模型将在规划的下一层考虑。
假设有下列条件[1],[9]:pp P = 10W ,b h =30m ,m h =3m ,b g =12dBi ,m g = 2dBi ,l = 4dB ,f = 900MHz 。
则关于传播损失L 的公式(1)变为:L(d) = 123.73 + 35.22·log(d) (6) 为保证满足覆盖要求,我们有rP = – 73.73 – 35.22·log(d) ≥cell P (7)即 log(d) ≤ log(d m ax ) = ( -cell P – 73.73)/35.22 (8)其中d m ax 是在大城市市区环境下最大的小区辐射半径。
那么,小区的最小数量为:2max 1d S n π= (9)如果由业务量的分布情况来确定覆盖区图形,小区数量就由话务量决定[1]。
在这种情况下,小区的最小数量为:pt tt C C n =2 (10)由此可以给出小区的最小数量为:n= max{1n ,2n }(11)在最初的系统设计中,我们设n 为小区数量的上界以得到成本有效的设计。