專利名稱：電信網(wǎng)絡節(jié)點和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電信網(wǎng)絡節(jié)點和方法。
背景技術：
電信網(wǎng)絡日益具有自配置、自組織和自適應的能力。隨著電信網(wǎng)絡規(guī)模和復雜性的增加，有一種以分散方式實現(xiàn)這些所謂的“自X”屬性的推動力，即，其中每個節(jié)點可僅使用本地信息來單獨行動。因此，有一種不斷增長開發(fā)自X算法，S卩，用于網(wǎng)絡節(jié)點自適應的算法，的需求，該算法必須在沒有關于網(wǎng)絡的全局信息以及網(wǎng)絡節(jié)點的協(xié)同集中控制的情況下工作。已知方案是由熟練工程人員根據(jù)可能不現(xiàn)實的關于網(wǎng)絡的具體假定來設計的自X 算法，所以當它們在網(wǎng)絡中被實現(xiàn)后，經(jīng)常需要對算法進行評估、修正和完善。這可能是緩慢和昂貴的過程。在這種已知方案中，對熟練工程人員來說困難的是，考慮節(jié)點將被部署到的各種不同環(huán)境來設計算法?；趯W(wǎng)絡的具體假定而設計的算法在現(xiàn)實世界中常常是不適用的。在這種已知方案中，自X算法是手動設計的，然后同一算法被應用于某種類型的所有網(wǎng)絡節(jié)點，例如，無線蜂窩網(wǎng)絡中的所有基站。由于節(jié)點的運行環(huán)境有很大區(qū)別，性能有所降低，因為與用于特定問題或運行環(huán)境的更具體的算法相比，通用優(yōu)化算法執(zhí)行得不那么好。另外，相反的是，當應用于它們所專門應用的特定區(qū)域之外時，專用算法執(zhí)行得不那么好。需要提供一種改進的算法。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)第一方面，提供了一種通過基因編程生成演進算法的方法，用于調整基站傳輸功率來控制小區(qū)的覆蓋范圍，以便有助于提供所需基站運行特性，所述方法包括步驟使用在函數(shù)和終端列表中定義的預定函數(shù)和終端，生成多個演進算法，每個演進算法都確定對于任何特定的基站運行情況，是否調整基站傳輸功率；判斷適合度水平，其表示每個演進算法調整基站傳輸功率來控制覆蓋范圍以便在期望的運行情況中達到希望的基站運行特性的能力；以及使用被確定為已經(jīng)達到特定適合度水平的至少一個演進算法，迭代地執(zhí)行生成和確定步驟，以便生成進一步的演進算法。第一個方面認識到基站部署中的問題在于，需要基站支持小區(qū)的環(huán)境差異變化顯著，并且這會影響基站的性能。例如，毫微微基站的性能可能有顯著的不同，這取決于毫微微基站被放置在建筑物內(nèi)的什么地方。這部分地是由于不同建筑材料的影響。例如，相對于混凝土墻，玻璃墻具有非常低的傳輸損耗。這也部分地是由于業(yè)務需求的高度可變性。例如，覆蓋諸如熱鬧休息室的業(yè)務需求熱點的毫微微基站將體驗到與覆蓋比如距離僅有20米遠的安靜區(qū)域的另一毫微微基站截然不同的需求。第一方面還認識到，被用于控制和優(yōu)化基站的覆蓋范圍控制算法可能不足以在這些多樣性的環(huán)境中提供適當性能。例如，運行在具有磚建成的建筑物的低用戶需求居住區(qū)的毫微微基站可能需要與運行在具有玻璃面建筑的高用戶需求商務區(qū)的那個不同形式的無線電覆蓋范圍控制算法。同樣，運行在高基站密度區(qū)域的毫微微基站可能需要與運行于低基站密度區(qū)域的那個不同的覆蓋范圍控制算法。然而，由于所涉及的復雜性和成本，為每個不同類型的環(huán)境手動地設計和提供新的算法是不現(xiàn)實的。從而，提供了一種生成演進算法的方法，所述演進算法通過調整基站傳輸功率來控制小區(qū)的覆蓋范圍?？商峁┖瘮?shù)和終端的預定列表，根據(jù)它可生成每個演進算法。每個演進算法都能夠確定，對于基站正經(jīng)歷的任何特定運行情況，基站傳輸功率是否應當被調整?？纱_定適合性水平，其表示這些演進算法中的每個演進算法控制小區(qū)覆蓋范圍以便在該基站所期望的運行情況下實現(xiàn)特定基站運行特性的能力。例如，所希望的基站運行特性可以是最大用戶負載、最小小區(qū)覆蓋范圍間隙、最小小區(qū)重疊、最高服務質量或上述或其它特性中的一個或多個的組合。所期望的運行情況可表示這個基站實際被期望經(jīng)歷的情況。例如，所期望的運行情況會不同，這取決于基站的期望的位置、基站將被放置到的建筑物的特性和/或這個位置處所期望的用戶負載。于是，適合性水平可表示當經(jīng)歷所期望的運行情況時，每個演進算法實現(xiàn)所期望的運行特性的程度。按照每個演進算法在這些特定運行情況下實現(xiàn)所期望的特性的能力的順序對其分級是可行的。于是，被確定為最適合這些情況的一個算法或多個算法可被選擇，并從這些算法生成進一步的演進算法，并且于是這些進一步的算法的適合性被確定。以這種方式，可看到算法可以被聚集并隨后被測試，以看他們在控制基站功率以實現(xiàn)在特定運行情況下特定的運行特性上有多適合。被確定為在這些特定運行情況下實現(xiàn)這些特性的那些最佳算法于是可用來生成進一步的算法，這些進一步的算法然后也被評估。因此，適合運行特性和運行情況的這些個體算法可被快速生成，從而避免手動設計專用于特定環(huán)境的新算法的需要?；蚓幊淌且环N生成算法的演化方法，參見例如Koza，J. R.，基因編程通過自然選擇方式的計算機編程，1992，麻省理工大學出版社，840期。如圖I所示，基因編程(GP)通常包括下列步驟( i )初始化算法群一群是用于個體算法集的術語，初始群中的算法至少一定程度上隨機地生成；(ii)計算群中每個算法的適合性一適合性是用于對算法在實現(xiàn)算法任務方面的性能的測量的術語；(iii)基于其適合性選擇算法作為“父”；(iv)通過應用基因算子，諸如在先前步驟中所選的父的變異和交叉，創(chuàng)建新算法；(V)使用新創(chuàng)建的算法和選自前代群的殘存者，產(chǎn)生下一代算法群。上述步驟(ii )至(V )可以被重復，直到滿足終止條件(例如，過程已經(jīng)經(jīng)歷了一定數(shù)量的代，或者已創(chuàng)建的算法滿足目標適合性水平)。如圖2所示，分析樹表達典型地被用在基因編程(GP)中，以便將算法編碼成在其上可進行基因編程運算的形式。分析樹可以被用于表示各種形式的算法 ，諸如計算機程序。算法可以例如通過狀態(tài)轉換圖表示成其它形式。圖3a和3b示出上述交叉和變異算子的示例性例子。交叉是將來自兩個父算法的分量混合，以產(chǎn)生下一代(即，子)算法。變異是更改個體父算法的一部分，以產(chǎn)生下一代算法。在一個實施例中，函數(shù)至少包括條件語句，其可用于基于基站運行情況與其相應的期望基站運行特性間的關系，在不同的結果中進行選擇。提供條件語句使得對特定運行情況與期望特性間的關系的評估能夠被快速做出，從而有助于生成適當?shù)乃惴?。在一個實施例中，條件語句包括if_else語句，其可用于當特定基站運行情況大于與相應的期望基站運行特性相關的預定閾值時選擇第一結果，否則選擇第二結果。這些if.else循環(huán)可以是專用的簡單if_else循環(huán)形式，其具有特定運行情況的輸入，例如直接建立的預定閾值。使用這些專用函數(shù)而不是使用基本的if_else循環(huán)有助于通過基因編程過程加快對有用算法的發(fā)現(xiàn)?？梢愿鶕?jù)網(wǎng)絡的需求來設置預定閾值。另外，使用這些簡單if_else循環(huán)為評估提供了簡單的二元結果，這簡化了基因編程過程并有助于加快對有用算法的發(fā)現(xiàn)。 在一個實施例中，條件語句包括if_X_large語句，其可用于當X大于預定閾值Xthr時選擇第一分支否則選擇第二分支。應當理解的是，X可包括一個或多個運行特性，例如，諸如覆蓋范圍重疊O、覆蓋范圍間隙D和負載L。應當理解的是，預定閾值Xthr可包括一個或多個基因算子閾值，例如，諸如表明多于一個的所收到的導頻信道的測量報告的比例0THR，用戶進入覆蓋范圍間隙的概率DTHR以及最大負載容量LTHR。在一個實施例中，終端包括基站傳輸功率的增強、減弱和沒有變化中的至少一個。從而，可僅提供較小數(shù)量的結果終端或動作中的一個，再次簡化了基因編程過程并加快了對有用結果的發(fā)現(xiàn)。增強和減弱使得基站通過特定的預置增量來增強和減弱其傳輸功率。在一個實施例中，確定的步驟包括在期望的運行情況下使用每個演進算法時模擬基站的運行，以便生成模擬運行度量，以及將這些模擬運行度量應用于表示所期望的基站運行特性的適合性函數(shù)，以便確定適合性水平。因此，對適合性水平的確定可利用例如模擬在期望的運行情況下基站的運行的模型。該模型可利用演進算法，該演進算法在基站中被評估為覆蓋范圍控制算法。于是，一系列模擬情況被應用于基站，然后基站在這些情況下使用演進算法以便生成特定的模擬運行度量。例如，當模擬運行在這些期望的運行情況下使用該演進算法時，模型可生成作為這些模擬運行度量的模擬用戶負載水平、覆蓋范圍重疊、覆蓋范圍間隙、服務質量或上述及其它度量中一個或多個的組合。于是，這些模擬運行度量可被提供給適合性函數(shù)，以評估該算法在這些模擬運行情況下可多好地實現(xiàn)期望的運行特性。在一個實施例中，適合性函數(shù)的算子被加權，以幫助對適合性函數(shù)進行調整，以表示期望的基站運行特性中的調整。對適合性函數(shù)的每個算子進行加權使得適合性函數(shù)能夠被容易地調整，以改變不同運行特性的重點。在一個實施例中，適合性函數(shù)包括
P wn (I - Cn) + (I -Crt) + w, CrF =—^-—-—-—- ~ ~'
Wd+W0 + W1其中F是適合性水平，C0^Cd和Q分別是覆蓋范圍重疊度量的模擬平均、覆蓋范圍間隙度量的模擬平均和模擬負載度量，而和\是權重。因此，可以看出這個示例性適合性函數(shù)尋找最小的覆蓋范圍和重疊但最大的負載。可以通過調整權重值來改變這些運行特性的相對重要性。例如，在評估演進算法時，降低重疊的權重可降低實現(xiàn)低重疊的重要性。因此，在降低的重疊權重的情況下，那些不能實現(xiàn)非常低的重疊的算法于是可超過那些確實實現(xiàn)了低重疊的算法而被選擇。在一個實施例中，當被以集中方式應用于整個網(wǎng)絡以及以更加分散的方式應用于局部網(wǎng)絡區(qū)域時，適合性函數(shù)可用于確定潛在算法的質量。因此，覆蓋范圍重疊度量、覆蓋范圍間隙度量以及負載度量可以是關于該部分網(wǎng)絡的這些值的平均。在實施例中，這些度量可以被歸一化，使得其值是O≤ Cx ≤ I。 在一個實施例中，根據(jù)下面的算法確定Q
權利要求
1.一種通過基因編程生成演進算法的方法，所述演進算法用于調整基站傳輸功率以控制小區(qū)的覆蓋范圍，以助于提供希望的基站運行特性，所述方法包括步驟 使用函數(shù)和終端列表中定義的預定函數(shù)和終端，生成多個演進算法，每個演進算法都確定對于任何特定的基站運行情況，是否調整所述基站傳輸功率； 確定適合性水平，其指示每個演進算法調整基站傳輸功率以控制覆蓋范圍從而實現(xiàn)期望的運行情況下所述希望的基站運行特性的能力；以及 使用被確定為已實現(xiàn)特定適合性水平的所述演進算法中的至少一個，迭代地執(zhí)行所述生成和確定步驟以便生成進一步的演進算法。
2.如權利要求I所述的方法，其中，所述函數(shù)至少包括條件語句，其用于基于基站運行情況及其對應的希望的基站運行特性間的關系，從不同結果進行選擇。
3.如權利要求2所述的方法，其中，所述條件語句包括if_else語句，其用于在所述特定基站運行情況大于與所述對應的希望的基站運行特性相關的預定閾值時選擇第一結果以及否則選擇第二結果。
4.如前述任一權利要求所述的方法，其中，所述終端包括基站傳輸功率的增加、降低和不變化中的至少一個。
5.如前述任一權利要求所述的方法，其中，所述確定步驟包括在所述希望的運行情況下使用所述演進算法中的每一個時模擬基站的運行，以生成模擬的運行度量，以及將這些模擬的運行度量應用于表示所述希望的基站運行特性的適合性函數(shù)，以確定所述適合性水平。
6.如權利要求5所述的方法，其中，所述適合性函數(shù)的算子被加權，以助于對所述適合性函數(shù)進行調整以便表示所述希望的基站運行特性中的調整。
7.如權利要求5或6所述的方法，其中，所述適合性函數(shù)包括
8.如權利要求7所述的方法，其中，根據(jù)下面的算法確定Q
9.如前述任一權利要求所述的方法，包括步驟 選擇所述演進算法中所希望的一個，并創(chuàng)建表示所述演進算法中所希望的那個算法的決策表，所述決策表用于向基站指示任何特定基站運行情況所要求的對所述基站傳輸功率的調整。
10.如權利要求9所述的方法，其中，所述決策表包括基站運行情況與所關聯(lián)的閾值間的關系的每個排列的條目，每個條目都指示該排列所要求的對所述基站傳輸功率的調整。
11.一種利用演進算法的方法，所述演進算法用于調整基站傳輸功率以控制小區(qū)的覆蓋范圍，以助于提供所希望的基站運行特性，所述方法包括步驟 確定基站運行情況；以及 將所述基站運行情況應用于所述演進算法，以確定是否調整所述基站傳輸功率。
12.如權利要求11所述方法，其中，所述基站運行情況包括基站負載、覆蓋范圍重疊和覆蓋范圍間隙中的至少一個，并且所述確定步驟包括以下對應的至少一個 通過對基站在預定時段所經(jīng)歷的最高負載進行測量，來確定所述基站負載； 從接收到的測量報告確定所述覆蓋范圍重疊，所述測量報告指示從其它基站接收到的具有聞于預定閾值的功率的傳輸；以及 從接收到的信息確定所述覆蓋范圍間隙，所述信息指示已發(fā)生的由于缺少覆蓋范圍導致的多個切換和多個掉話中的至少一個。
13.—種通過基因編程生成演進算法的網(wǎng)絡節(jié)點，所述演進算法用于調整基站傳輸功率以控制小區(qū)的覆蓋范圍，以助于提供希望的基站運行特性，所述網(wǎng)絡節(jié)點包括 生成邏輯塊，其用于使用函數(shù)和終端列表中定義的預定函數(shù)和終端，生成多個演進算法，每個演進算法都確定對于任何特定的基站運行情況，是否調整所述基站傳輸功率； 確定邏輯塊，其用于確定適合性水平，其指示每個演進算法調整基站傳輸功率以控制覆蓋范圍從而實現(xiàn)期望的運行情況下所述希望的基站運行特性的能力；以及 控制邏輯塊，其用于使用被確定為已實現(xiàn)特定適合性水平的所述演進算法中的至少一個，控制所述生成邏輯塊和確定邏輯塊以便迭代地生成進一步的多個演進算法。
14.如權利要求13所述的網(wǎng)絡節(jié)點，其中，所述網(wǎng)絡節(jié)點包括基因編程單元和基站中的一個。
15.一種計算機程序產(chǎn)品，用于當在計算機上執(zhí)行時執(zhí)行權利要求I至12中任一個所述的方法步驟。
全文摘要
公開了一種電信網(wǎng)絡節(jié)點和方法。所述方法通過基因編程生成演進算法，所述演進算法用于調整基站傳輸功率以控制小區(qū)的覆蓋范圍，以助于提供希望的基站運行特性。所述方法包括步驟使用函數(shù)和終端列表中定義的預定函數(shù)和終端，生成多個演進算法，每個演進算法都確定對于任何特定的基站運行情況，是否調整所述基站傳輸功率；確定適合性水平，其指示每個演進算法調整基站傳輸功率以控制覆蓋范圍從而實現(xiàn)期望的運行情況下所述希望的基站運行特性的能力；以及使用被確定為已實現(xiàn)特定適合性水平的所述演進算法中的至少一個，迭代地執(zhí)行所述生成和確定步驟以便生成進一步的演進算法?？梢钥吹揭赃@種方式，可評估然后測試算法，以查看它們在控制基站功率以實現(xiàn)特定運行情況下的特定運行特性上有多合適。被確定為最佳的實現(xiàn)特定運行情況下的這些特性的那些算法于是被用于生成進一步的算法，該進一步的算法轉而也被評估。因此，可快速地生成適合于運行特性和運行情況的這些個體算法，從而避免手動地設計專用于特定環(huán)境的新算法的需要。
文檔編號H04W16/08GK102640545SQ201080050611
公開日2012年8月15日 申請日期2010年8月3日 優(yōu)先權日2009年9月10日
發(fā)明者H·克勞森, L·T·W·何 申請人:阿爾卡特朗訊公司