1、.B 题 - 无线回传拓扑规划1. 背景介绍在城区建设基站，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 无线回传方案利用FDD LTE或 TDDLTE制式承载来为站点回传，相对微波有较
2、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 方案中的无线回传设备，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 支持普通手机（ 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； ReB
3、TS 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13 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。1 / 7.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
4、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、普通手机接入影响、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方案，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 / 7.2.2 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
5、关系，应满足如下限制条件：? 首跳距离 20km，之后每跳距离 10km?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
6、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 ”3 / 7.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
7、（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4 / 7.Graph.csv包含：1） 二维矩阵表示所有站点间的连接关系，0 表示没有连接关系，1 表示采用无线回传连接， 2 表示采用微波连接；Posi.csv包含以下数组，按列存储：1） 一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
8、 110001000000子站 200010100000子站 300001000000子站 410000000000子站 501000000000子站 6010000000005 / 7.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 60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 *
9、 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506 / 7.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 1，经度 1； B 点纬度 2，经度 2，则距离 S 为：S=R arc coscos1cos 2cos（ 1- 2） +sin 1sin2其中 R 为地球半径，本题中取6378km ；7 / 7
