要满足区域S盖的原则即可,需要m个中继站。此时r最好不要增 大,因为r增大意味着代价的升高。
1.2移动伪区域法对中继站的规划根据上部分估测的中继站 数目,利用移动伪区域法来解决平坦、无大障碍地区的中继站规划 问题。移动法的思想是:首先,根据中继站 有效覆盖范围和规划区域的比例关系,通 过MATLAB软件生成足够大的蜂窝型结 构。其次,按照最优路径移动伪区域使得 该区域内中继站数目最少。最后,根据需 要对边界区域的中继站进行取舍或者微 调。移动伪区域法理论上可以有无限多种 填充路径,因此一定能找到最优解,而且 不止一个%移动法的流程图如图1。
1.3免疫算法对中继站的规划由于 移动伪区域法只适用于地形简单的区域,
对地形较为复杂的区域,我们提出了基于 免疫算法中继站的规划方法。免疫算法是 模仿免疫系统抗原识别、抗原与抗体结合 及抗体产生过程,并利用免疫系统多样性 和记忆机理抽象得到的一种免疫算法\
我们采用一种基于中继站坐标的编码方案。设每个个体由N 个基因组构成,每个基因组代表一个中继站的位置。基因组中的2 个基因&=(*,7),(*,7)为中继站位置在数字地图中的坐标,基因组 不仅可以表示中继站的位罝,而且可以表示中继站的数目。设置面 积覆盖率下限、中继站个数下限队和中继站个数上限N。。
本文设计的免疫遗传算法的基本步骤(仿真流程图图2)如下 ①抗原输入及参数设定。将待解问题及目标函数和约束条件作为算 法的抗原输入。同时设定种群规模n,交叉 概率Pc,变异概率Pm等。②计算初始抗体 群体P和初始记忆细胞集M,对初始抗体种 群P生成初步的Pareto集T。③计算亲和力
率计算抗原和抗体之间的亲和度,通过两中 继站间的距离计算抗体和抗体之间的相似 度。重合率较低的抗体加人记抗体库中,同 时,清除重合率高的以及相似度较大的记忆 单元。④选择操作。按照基于计算重合率的 函数,根据选择方法选择个体进入下一代。
⑤交叉、变异操作。在选择操作的基础上,根 据设置的交叉概率Pc和变异概率Pra选择 抗体进行常规的交叉、变异操作。⑥更新群 体后转到③。⑦满足迭代次数,结束。
2仿真及结果分析
首先对移动伪区域法的中继站规划进行仿真。设定目标区域半 径为22km,覆盖区域为圆形。根据无线电信号在自由空间中的路损 计算公式和第三部分对中继站覆盖半径的调整,确定中继站覆盖半 径为7 km。通过MATLAB软件生成蜂窝区域如图3,寻找最优路径 如图4,对中继站进行取舍如图5。结果免疫算法,迭代200代。无障碍时,覆盖率为95%,需要 13个中继站。当有山时,需要11个中继站,覆盖率为93%。
分析:移动伪区域法方便灵活对平坦无高大障碍物的区域中继 站规划效果优于免疫算法,但是免疫算法有自适应调节能力,规划 者可根据需要或地形变化尤其是地貌复杂的区域来调节免疫算法 中的参数(如中继站数目、覆盖率等)得到最优解。
3结束语
该论文针对数宇对讲机中继站规划问题,基于无线通信中蜂窝 覆盖原理,提出了一套在中继站规划问题分析阶段比较完善合理的 实施方案。规划者可根据规划区域面积及十年后数宇对讲机和模拟 对讲机用户的数目界定所需中继站的数目以及每个中继站的合理 有效作用距离。之后选择本文中提到的两种规划方法卽移动伪区域 法和免疫算法。最后根据实际调整各方法中的参数从而科学合理地 规划中继站。因此,本论文对中继站的规划者有一定的参考价值。
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