B题无线回传拓扑规划413.doc

B题-无线回传拓扑规划1.背景推荐在城区建设基站，传输光纤部署最后一公里的成本高，光纤到站率低，全球综合来看低于 60%如果使用微波传输，由于微波只能在 LOS（视距）场景下部署，而城区场景中 LOS信道比例低于50%在农村网建设基站，单站业务量低，收入低， ROI （投资回报率）差，运营商建站对成本较为敏感卫星传输租金、光纤传输建设费用对于运营商是很大的负担，而如果使用微波传输，对于相当一部分站点需要提升铁塔 高度来满足微波的LOS场景要求，铁塔费用的增加对于运营商来说同样是不小的负担Relay无线回传技术指导文件利用 FDD LTE或TDDLTE制式承载来为站点回传，相对微波有较强的 NLOS （非视距）传输能力，可以解决城区、农网等场景下的传统传输方式不可达的问题，同时在部分场景下也可以替代微 波，有效降低站高，节省加站费用 .图1 Relay架构RRN （eRelay Remote Node ），是Relay技术指导文件中的无线回传设备，它用于为基站提供无线回传服务如图1所示Relay组网包含宿主基站 DeNB和中继站RN两个逻辑节点：DeNB是在普通基站（DeNB）上增加了 Relay功能，DeNB支持普通（UE）接入，也支持 RRN的接 入。

^RN包括RRN和ReBTS两部分RRN通过无线信号接入 DeNB并建立空口承载 ReBTS可供覆盖范围内的 UE接入ReBTS的传输由RRN提供.为了方便理解，这里分别将 DeNB和RRN称作宿主站和子站，一个宿主基站通常可以有 1~3个宿主小区，分别覆盖不同的方向（可理解为扇区的定义），如图 2所示图2中方块代表子站，每个宿主小区可以接入一定数量的子站，子站与子站之间可以级联（即多跳），但跳数有限制图2 Relay拓扑关系示意图2. 任务表述2.1任务简述本任务中，在给定一个地区中候选站点的位置分布的情况下，参赛队伍需要根据站点间的相互位置、站点间 拓扑关系限制等条件，在满足一定回传质量（本次任务仅根据宿主站与子站的距离是否满足某门限来判断是否满 足最低回传质量要求而实际 Relay部署时，影响回传质量的因素包括距离、地形阻挡、普通接入影响、ReBTS干扰、相邻基站干扰等多种复杂因素）的前提下，设计成本最优的部站技术指导文件，包括：*候选站点是安装子站还是宿主站？*候选站点间的连接关系如何？结合现网中对于无线回传拓扑规划问题的具体需求，算法还应该具有以下特点：算法收敛速度快、尽可能覆 盖更多的站点。

2.2输入输出1、输入:每个地区内，所有站点列表，包括:* 站点经纬度« 站型：RuralStar或蝴蝶站各种站型的综合成本，包括：«宿主站的综合成本«子站的综合成本 卫星设备成本2、约束输出的拓扑关系，应满足如下限制条件：•首跳距离€Okm，之后每跳距离WOkm•站点包含 RuralStar和蝴蝶站两种不同站型其中， RuralStar共包含1个扇区，蝴蝶站共包含 2个扇区若该站点为宿主站，则每个扇区第一级最大接入子站数 4,最大总接入子站数 6为了简化问题，暂不考虑蝴蝶站的扇区覆盖方向・宿主站之间采用微波连接，最大通信距离为 50KM*宿主站和子站以及子站之间采用无线回传连接・每个子站最多只能有 2条无线回传连接•任意子站只能归属一个宿主站，到达所属宿主站有且只有一条通路，且该通路包含的跳数小于等于 3・任意宿主站都有且只有一颗卫星负责回传，成片连接的宿主站可共享同一颗卫星，但一颗卫星最多只能 负担8个成片宿主站的回传数据•成片宿主站中，宿主站总数不设上限例如，如下图所示的连接关系中宿主小区2不满足“每个扇区第一级最大接入数 4,最大总接入数6”子站1、子站2不满足“任意子站只能归属一个宿主站，到达所属宿主站有且只有一条通路 ”子站4不满足任意子站只能归属一个宿主站，到达所属宿主站有且只有一条通路，且该通路包含的跳数 小于等于3”中的 跳数小于等于3”子站5不满足任意子站只能归属一个宿主站，到达所属宿主站有且只有一条通路，且该通路包含的跳数 小于等于3”中的 任意子站只能归属一个宿主站 ”.上图连接关系可修改如下（前提是其它约束条件也满足），即可满足约束条件:3、输出：按输入数据中站点顺序，输出以下数据:输出文件包含以下两个Graph.csv包含：0表示没有连接关系，1表示采用无线回传连接， 2表示采用微波1）二维矩阵表示所有站点间的连接关系,连接。

Posi.csv包含以下数组，按列存储:CTGS--资料文件1)—维数组表示站点类型， 0表示子站，1表示宿主站例如：如上图所示的连接关系，以上数组将表述为:宿主站1宿主站2宿主站3子站1子站2子站3子站4子站5子站6子站7子站8宿主站102010010000宿主站220200001110宿主站302000000001子站110001000000子站200010100000子站300001000000子站410000000000子站501000000000子站601000000000子站701000000000子站800100000000站点名站点类型宿主站11宿主站21宿主站31子站10子站20子站30子站40子站50子站6 0子站70子站80算法效率：5分钟内站点规模：1000站点左右2.2挑战目标在拓扑架构满足约束条件的前提下，挑战目标1 （最高优先级）：更低的总体成本总体成本：宿主站数量*宿主站成本+子站数量*子站成本+卫星数量*卫星成本 平均成本=总体成本/地区内站点总数这里，卫星的数量等于 Ceil（宿主站数量/8），Ceil（）表示向上取整下表为各种传输方式的成本，单位： W USD宿主站成本10子站成本5卫星成本50挑战目标2:更低的回传路径损耗虽然无线回传中存在 NLOS影响，但为了简化问题，采用自由空间传播模型估计站点之间的路径损耗，公式如下：.PL=32.5+20*lg （ D）+20*lg （ F）其中，PL是路径损耗，是两个站点之间的距离， D单位为km，F是发射频率，单位为 MHz，这里默认采用900MHz。

系统平均损耗=所有无线回传连接的损耗之和 /无线回传连接数需要注意，该路径损耗只考虑子站回传部分，宿主站之间采用微波传输，只需满足距离限制，不计算该损耗附：球面距离公式计算球面两点间距离的公式，设 A点纬度31，经度a1B点纬度化，经度o2,则距离S为：S=R • arc cos[cos 3 1cos 3 2cos （ a 1- a 2） +sin 3 1sin 3 2]其中R为地球半径，本题中取 6378km。