<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">tuzsut</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Труды учебных заведений связи</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Proceedings of Telecommunication Universities</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">1813-324X</issn><issn pub-type="epub">2712-8830</issn><publisher><publisher-name>СПбГУТ</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.31854/1813-324X-2019-5-1-48-55</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">tuzsut-59</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>ОПТИМИЗАЦИЯ ЗОНЫ ПОКРЫТИЯ LTE-СЕТЕЙ МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКОГО ПРОГРАММИРОВАНИЯ</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Optimization of the Coverage Zone of Cellular Communication by Mathematical Programming</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Зикратов</surname><given-names>И. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zikratov</surname><given-names>I. ..</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">zikratov.ia@spbgut.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Зикратова</surname><given-names>Т. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Zikratova</surname><given-names>T. ..</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff-1"><aff xml:lang="ru">Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">The Bonch-Bruevich Saint-Petersburg State University of Telecommunications<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff-2"><aff xml:lang="ru">Военный институт (военно-морской политехнический) ВУНЦ ВМФ «Военно-морская академия»<country>Россия</country></aff><aff xml:lang="en">Military Institute (Naval Polytechnic) of the Military Training and Research Center of the Navy of the N.G. Kuznetsov Naval Academy<country>Russian Federation</country></aff></aff-alternatives><pub-date pub-type="collection"><year>2019</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>07</day><month>04</month><year>2021</year></pub-date><volume>5</volume><issue>1</issue><fpage>48</fpage><lpage>55</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Зикратов И.А., Зикратова Т.В., 2021</copyright-statement><copyright-year>2021</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Зикратов И.А., Зикратова Т.В.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Zikratov I..., Zikratova T...</copyright-holder><license license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/59">https://tuzs.sut.ru/jour/article/view/59</self-uri><abstract><p>Предложен способ планирования радиосетей оператором сотовой связи. Актуальность задачи обусловлена стремлением поставщиков услуг минимизировать издержки на расстановку и содержание необходимого количества базовых станций при обеспечении требуемого качества пакета услуг. Задача решается в несколько этапов путем оптимального выбора расположения базовых станций на основе метода динамического программирования. В рамках предлагаемого метода совокупность позиций, на которых могут устанавливаться базовые станции, зон покрытия и мест концентрации абонентов, представляется в виде системы с дискретными временем и состояниями. Целевая функция и система ограничений составлены таким образом, чтобы гарантировать, что абоненты находятся в зоне покрытия, и минимизировать участки пересечения зон покрытия соседних базовых станций. Результаты могут быть полезны поставщикам услуг сотовой связи для разработки алгоритмов планирования зоны покрытия сетей в геоинформационных системах.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>A method for planning a radio network by a cellular operator has been proposed. The urgency of the task is due to the desire of service providers to minimize the costs of the distribution and maintenance of the required number of base stations while ensuring the required signal / noise level within the coverage area. The problem is solved by a rational choice of the location of the repeater base points in several stages. First of all, an analysis of a site is carried out and a preliminary selection is made on it of a set of points where base stations can potentially be located. As a rule, this problem is solved using specialized geographic information systems. At the second stage, the calculation of the radio range is carried out, provided the location of the repeaters at the selected points. At the third stage, on the basis of preliminary calculations, the selection of the positions of the base stations is carried out directly. It is proposed to use a stochastic approach for a rational choice of positions. The expediency of this approach is due to the large number of random uncontrolled factors affecting the signal-to-noise ratio at the receiving point. In this case, the problem of optimal choice of position is considered as an extremal problem, in which the parameters of the conditions are random variables. The implementation of the method proposed by the authors in the paper is illustrated by the example of radio communication planning on a country-type site, which is intersected by two highways. As input parameters in the example, the length of the sections of roads crossing the coverage areas of the repeaters and the concentration of subscribers on the routes is used. The objective function and the system of restrictions are compiled in such a way as to ensure that subscribers are located within the coverage area and to minimize the areas of intersection of the coverage areas of the neighboring repeaters. The use of this technique will allow us to obtain a statistically optimal arrangement of base stations on a given piece of terrain, which is confirmed by simulation modeling.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>дальность радиосвязи</kwd><kwd>зоны покрытия</kwd><kwd>оптимизация планирования</kwd><kwd>выбор позиции</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="en"><kwd>LTE-сеть</kwd><kwd>radio communication range</kwd><kwd>coverage areas</kwd><kwd>planning optimization</kwd><kwd>position selection</kwd><kwd>cellular communication</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зикратов И.А. Расчет параметров радиолиний в условиях холмистой местности // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2005. Т. 48. № 1. С. 3-9.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зикратов И.А. Расчет параметров радиолиний в условиях холмистой местности // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2005. Т. 48. № 1. С. 3-9.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Amaldi E., Capone A., Malucelli F., Signori F. UMTS radio planning: optimizing base station configuration // Proceedings of the 56th Vehicular Technology Conference (Vancouver, Canada, 24-28 September 2002). Piscataway, NJ: IEEE, 2002. Vol. 2. PP. 768-772. DOI:10.1109/VETECF.2002.1040703</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Amaldi E., Capone A., Malucelli F., Signori F. UMTS radio planning: optimizing base station configuration // Proceedings of the 56th Vehicular Technology Conference (Vancouver, Canada, 24-28 September 2002). Piscataway, NJ: IEEE, 2002. Vol. 2. PP. 768-772. DOI:10.1109/VETECF.2002.1040703</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Abdel Khalek A., Al-Kanj L., Dawy Z., Turkiyyah G. Optimization Models and Algorithms for Joint Uplink/Downlink UMTS Radio Network Planning with SIR-Based Power Control // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2011. Vol. 60. Iss. 4. PP. 1612-1625. DOI:10.1109/TVT.2011.2132745</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Abdel Khalek A., Al-Kanj L., Dawy Z., Turkiyyah G. Optimization Models and Algorithms for Joint Uplink/Downlink UMTS Radio Network Planning with SIR-Based Power Control // IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2011. Vol. 60. Iss. 4. PP. 1612-1625. DOI:10.1109/TVT.2011.2132745</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Eisenblatter A., Wessaly R., Martin A., Fugenschuh A., Wegel O., Koch T., Achterberg T., Koster A. Modelling Feasible Network Configurations for UMTS // Telecommunications Network Design and Managment. Operations Research/Computer Science Interfaces Series. Boston: Springer, 2003. PP. 1-23. DOI:10.1007/978-1-4757-3762-2_1</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Eisenblatter A., Wessaly R., Martin A., Fugenschuh A., Wegel O., Koch T., Achterberg T., Koster A. Modelling Feasible Network Configurations for UMTS // Telecommunications Network Design and Managment. Operations Research/Computer Science Interfaces Series. Boston: Springer, 2003. PP. 1-23. DOI:10.1007/978-1-4757-3762-2_1</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Amaldi E., Capone A., Malucelli F., Signori F. Optimization models and algorithms for downlink UMTS radio planning // Proceedings of the Wireless Communications and Networking Conference (WCNC, New Orleans, USA, 6-20 March 2003). Piscataway, NJ: IEEE, 2003. Vol. 2. PP.827-831. DOI:10.1109/WCNC.2003.1200478</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Amaldi E., Capone A., Malucelli F., Signori F. Optimization models and algorithms for downlink UMTS radio planning // Proceedings of the Wireless Communications and Networking Conference (WCNC, New Orleans, USA, 6-20 March 2003). Piscataway, NJ: IEEE, 2003. Vol. 2. PP.827-831. DOI:10.1109/WCNC.2003.1200478</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Berruto E., Gudmundson M., Menolascino R., Mohr W., Pizarroso M. Research activities on UMTS radio interface, network architectures, and planning // IEEE Communications Magazine. 1998. Vol. 36. Iss. 2. PP. 82-95. DOI:10.1109/35.648769</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Berruto E., Gudmundson M., Menolascino R., Mohr W., Pizarroso M. Research activities on UMTS radio interface, network architectures, and planning // IEEE Communications Magazine. 1998. Vol. 36. Iss. 2. PP. 82-95. DOI:10.1109/35.648769</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Amaldi E., Capone A., Malucelli F. Radio planning and coverage optimization of 3G cellular networks // Wireless Networks. 2008. Vol. 14. Iss. 4. PP. 435-447. DOI:10.1007/s11276-006-0729-3</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Amaldi E., Capone A., Malucelli F. Radio planning and coverage optimization of 3G cellular networks // Wireless Networks. 2008. Vol. 14. Iss. 4. PP. 435-447. DOI:10.1007/s11276-006-0729-3</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Siomina I., Yuan D. Analysis of Cell Load Coupling for LTE Network Planning and Optimization // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2012. Vol. 11. Iss. 6. PP. 2287-2297. DOI:10.1109/TWC.2012.051512.111532</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Siomina I., Yuan D. Analysis of Cell Load Coupling for LTE Network Planning and Optimization // IEEE Transactions on Wireless Communications. 2012. Vol. 11. Iss. 6. PP. 2287-2297. DOI:10.1109/TWC.2012.051512.111532</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mathar R., Niessen T. Optimum positioning of base stations for cellular radio networks // Wireless Networks. 2000. Vol. 6. Iss. 6. PP. 421-428. DOI:10.1023/A:1019263308849</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mathar R., Niessen T. Optimum positioning of base stations for cellular radio networks // Wireless Networks. 2000. Vol. 6. Iss. 6. PP. 421-428. DOI:10.1023/A:1019263308849</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mathar R., Schmeink M. Optimal Base Station Positioning and Channel Assignment for 3G Mobile Networks by Integer Programming // Annals of Operations Research. 2001. Vol. 107. Iss. 1-4. PP. 225-236. DOI:10.1023/A:101495931</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mathar R., Schmeink M. Optimal Base Station Positioning and Channel Assignment for 3G Mobile Networks by Integer Programming // Annals of Operations Research. 2001. Vol. 107. Iss. 1-4. PP. 225-236. DOI:10.1023/A:101495931</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Mathar R., Schmeink M. Integrated Optimal Cell Site Selection and Frequency Allocation for Cellular Radio Networks // Telecommunication Systems. 2002. Vol. 21. Iss. 2-4. PP. 339-347. DOI:10.1023/A:1020958901292</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Mathar R., Schmeink M. Integrated Optimal Cell Site Selection and Frequency Allocation for Cellular Radio Networks // Telecommunication Systems. 2002. Vol. 21. Iss. 2-4. PP. 339-347. DOI:10.1023/A:1020958901292</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зикратов И.А., Зикратова Т.В. К вопросу об оптимизации зоны покрытия систем сотовой связи на загородных участках местности // Информационно-управляющие системы. 2007. № 3(28). С. 52-55.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зикратов И.А., Зикратова Т.В. К вопросу об оптимизации зоны покрытия систем сотовой связи на загородных участках местности // Информационно-управляющие системы. 2007. № 3(28). С. 52-55.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зикратов И.А., Шаго Ф.Н., Гуртов А.В., Иванинская И.И. Оптимизация зоны покрытия сети сотовой связи на основе математического программирования // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 2. С. 313-321. DOI:10.17586/2226-1494-2015-15-2-313-321</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зикратов И.А., Шаго Ф.Н., Гуртов А.В., Иванинская И.И. Оптимизация зоны покрытия сети сотовой связи на основе математического программирования // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 2. С. 313-321. DOI:10.17586/2226-1494-2015-15-2-313-321</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Gerdenitsch A., Jakl S., Toeltsch M., Neubauer T. Intelligent algorithms for system capacity optimization of UMTS FDD networks // Proceedings of the 4th International Conference on 3G Mobile Communication Technology (London, UK, 25-27 June 2003). PP. 222-226. DOI:10.1049/cp:20030368. IET Digital Library. URL: https://digital-library.theiet.org/content/ conferences/10.1049/cp_20030368 (дата обращения 25.02.2019)</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Gerdenitsch A., Jakl S., Toeltsch M., Neubauer T. Intelligent algorithms for system capacity optimization of UMTS FDD networks // Proceedings of the 4th International Conference on 3G Mobile Communication Technology (London, UK, 25-27 June 2003). PP. 222-226. DOI:10.1049/cp:20030368. IET Digital Library. URL: https://digital-library.theiet.org/content/ conferences/10.1049/cp_20030368 (дата обращения 25.02.2019)</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit15"><label>15</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Liyanage M., Chirkova J., Gurtov A. Access Point selection game for mobile wireless users // Proceedings of the International Symposium on a World of Wireless, Mobile and Multimedia Networks (Sydney, Australia, 19-19 June 2014). Piscataway, NJ: IEEE, 2014. DOI:10.1109/WoWMoM.2014.6918913</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Liyanage M., Chirkova J., Gurtov A. Access Point selection game for mobile wireless users // Proceedings of the International Symposium on a World of Wireless, Mobile and Multimedia Networks (Sydney, Australia, 19-19 June 2014). Piscataway, NJ: IEEE, 2014. DOI:10.1109/WoWMoM.2014.6918913</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit16"><label>16</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ермолаев С.Ю. Применение генетических алгоритмов для решения задачи оптимального размещения базовых станций // Доклады 10-й Международной конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применение» (DSPA, Москва, Российская Федерация, 26-28 марта 2008). Москва: ИПУ РАН, 2008. С. 312-314.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ермолаев С.Ю. Применение генетических алгоритмов для решения задачи оптимального размещения базовых станций // Доклады 10-й Международной конференции «Цифровая обработка сигналов и ее применение» (DSPA, Москва, Российская Федерация, 26-28 марта 2008). Москва: ИПУ РАН, 2008. С. 312-314.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit17"><label>17</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зикратов И.А., Степаненко К.В. Обоснование масштаба цифровых карт местности используемых при расчете напряженности поля радиосигналов // Информационно-управляющие системы. 2005. № 1(14). С. 10-15.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зикратов И.А., Степаненко К.В. Обоснование масштаба цифровых карт местности используемых при расчете напряженности поля радиосигналов // Информационно-управляющие системы. 2005. № 1(14). С. 10-15.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit18"><label>18</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зикратов И.А., Степаненко К.В. Обоснование требований к точности цифровой картографической информации в геоинформационных системах проектирования и анализа радиолиний // Информационно-управляющие системы. 2004. № 2(9). С. 21-25.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зикратов И.А., Степаненко К.В. Обоснование требований к точности цифровой картографической информации в геоинформационных системах проектирования и анализа радиолиний // Информационно-управляющие системы. 2004. № 2(9). С. 21-25.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit19"><label>19</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Зикратов И.А., Самотонин Д.Н. Геоинформационный анализ радиолокационных отражений. СПб: Политехника, 2004. 143 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Зикратов И.А., Самотонин Д.Н. Геоинформационный анализ радиолокационных отражений. СПб: Политехника, 2004. 143 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit20"><label>20</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Taha H.A. Operations research: an introduction. New York: Macmillan publishing, 1982. 491 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Taha H.A. Operations research: an introduction. New York: Macmillan publishing, 1982. 491 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit21"><label>21</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Михайлов П.А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. М: Горячая линия-Телеком, 2013. 220 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бабков В.Ю., Вознюк М.А., Михайлов П.А. Сети мобильной связи. Частотно-территориальное планирование. М: Горячая линия-Телеком, 2013. 220 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
