毕业论文-探讨蜂窝系统下中继站最优协调方案的数学模型.doc

洛阳师范学院本科毕业论文LUOYANG NORMAL UNIVERSITY 2014届本科毕业论文探讨蜂窝系统下中继站最优协调方案的数学模型院（系）名称数学科学学院专 业 名 称数学与应用数学学生姓名学号指导教师完 成 时 间摘要：本文主要讨论用最少的中继器来容纳在给定圆形区域内所有在线用户的问题,利用地理隔离与频段隔离的方法来阻止中继器间的信号干扰，使用连续编码音调控制系统技术扩充中继器的容量.首先建立以正六边形的中心为扩散起点的宏蜂窝结构模型，其次构造出亚音频率网络层结构来增加一个中继站能同时服务的在线用户的数量.最后计算出完全覆盖这个区域最少需要的中继站个数.同时，针对现实问题对模型进行了修正.关键词：宏蜂窝结构模型；分级蜂窝结构模型；绕射损耗模型 1引言1.1中继站相关概念的含义中继站：中继站就是一部负责接收并转发无线电信号的电台.由于建筑物及地形等的遮挡，在地面上的两个电台之间的信号可能无法直接互相传送到，但这两个电台却都能够和这个中继站很好地通联，于是各个电台就通过中继站的转发覆盖到更广的通联范围，中继站帮助小功率设备扩大信号，把接收的信号放大后再发射出去，增强效果.中继站的接收与发射半径覆盖面大，通过中继站的转发，就可以解决普通站与站之间因距离而不能通联的制约.CTCSS(Continuous Tone Controlled Squelch System)连续语音控制静噪系统：俗称亚音频，是一种将低于音频频率的频率(67Hz-250.3Hz)附加在音频信号中一起传输的技术.因其频率范围在标准音频以下，故称为亚音频.要是你的机子接收设置有亚音频，跟你通话的机子发射也加了相应的亚音频，那么当你接收到对方发送过来的信号，亚音频信号从专用芯片将分离出来后，经过滤波、整形，输入到CPU中，CPU会将外来的亚音频跟本机设置的亚音频对比，要是对应的话，CPU就会发出指令打开静噪，这样你就能听到对方的声音了.要是你的机子接收设置了亚音频，跟你通话的机子发射没有加亚相应的亚音频，或者加了，但亚音频不对应，这样你将不能听到他的声音.频宽：频宽在均衡器中，它指的是一个波段的宽度.频道：频道是信号在通信系统中传输的通道，是信号从发射端传输到接收端所经过的传输媒质.1.2设置最少中继站个数的研究意义中继站是建立在运输线中途设立的转运站.在无线电通讯中，中继站是设置在发射点与接收点中间的工作站，它的建立具有重大的意义，它能够把接收的信号放大后再发射出去，增强效果.中继站的原理是将信号进行再生、放大处理后，再转发给下一个中继站，以确保传输信号的质量.所以，中继站又叫再生站.由于中继站的作用才使得微波通信将信号传送到几百公里甚至几千公里之外.如何设置中继站的位置，如何花费最小代价建立中继站而又满足尽可能多的用户，如何在山区引起的信号传播阻碍的地区仍能设置最少的中继器从而满足1000个用户在这个区域里同时工作，这些实际问题具体重大的研究意义.2 基于蜂窝系统下中继站的最优协调方案模型的建立与求解2.1模型假设（1）第一、二问中该圆形区域为平原地带，不考虑房屋等人工建筑的阻挡作用和大气影响，且人口分布均匀.（2）在中继站覆盖范围内，用户信号都能被接收到.（3）每个中继站的覆盖半径及各种性能完全相同. （4）用户设备可以自动搜寻可用频率并可设定多档亚音频率.2.2符号说明: 圆形区域的半径.：中继站的覆盖半径.: 正六边形圈数.：一个中继站对应一个PL情况下的最大用户服务数.：中继站发出电磁波的波长.：第一菲涅尔区半径.：绕射常数.：离发射机距离为给定值上的第个菲涅耳半径.： 由于绕射损耗缩减的中继站覆盖半径.2.3宏蜂窝模型的建立与求解我们知道，移动通讯设备的频宽为25-30KHZ这里我们取30KHZ由假设知频谱范围是145MHZ-148MHZ,且一个中继站的接收频率与发射频率至少应相差600KHZ.由此，我们可以计算出一个中继站对应一个PL情况下的最大用户服务数.当用户A给用户B打电话时，通信公司会给A两个频道，同时也给B两个频道.为了可以使更多的频道同时使用，并且同时满足条件，我们可以这样设置如下的频道：可用频率的长度为3000KHZ，频宽为30KHZ. 图1中所示的曲线框表示可用频率,现在可用频率的正中间描出一条长600KHZ的蓝紫色区域.这样，可用频率就被分成了三段.再将左段和右段分成若干个30KHZ的小段，则左右两边共有80个小段.我们将左边的40个小段命名为低频小段，将右边的40个小段命名为高频小段.这样一来，任何一个高频小段都比任何一个低频小段高出至少600KHZ.图1 频率分布图查阅相关资料可知：在A和B通话时，通信公司给A分配的两个频道均为低频小段，给B分配的两个频道均为高频小段.也就是说，打电话的用户的发射和接收频率均是低频小段，而接电话的用户的发射和接收频率均是高频小段.这样一来，同一个中继站收到的任何一个频道都比其发射的任何一个频道要低600KHZ.所以，能同时使用的频道数量为80个.但是同时需要两个作为控制频道.因而，能同时分配给用户的频道数为39对.也就是说.2.3.1选取正n边形覆盖方案的探讨所给范围为一个半径40英里的圆形区域，我们将服务区分为一个个子区，在每个小区的中心设一个中继站.中继站的覆盖范围是圆形，根据节点覆盖的圆盘模型，这个问题可以转化为：如何用几何图形来覆盖此圆形区域.如果用半径r的小圆无重叠的去覆盖半径40英里的大圆，则无论用多么小的半径为r的圆对此区域进行覆盖都不可能完成无重复无漏洞的覆盖，如下图2所示： 图 图2 圆形覆盖图所以问题的解决转化为用最少个数的正多边形完成重复最小的无漏洞覆盖.则如何拼接这些圆，至少需要多少个这样的圆才能完全覆盖图形是我们所需要解决的问题，所以考虑用同样大小的正n边形来进行覆盖，在一个节点的周围分布了m个相同的正n边形的角，这些角的和恰好构成一个的周角，由此可得： . （1）可将算式进行进一步的化简得：. （2）由此可知：当n是2的整倍数时，满足题意的有： . （3） 当n不是2的整倍数时，满足题意的有： . （4）综上可知：采用正n边形来进行无遗漏覆盖只有以下三种情况(见图3)：正三边形覆盖正四边形覆盖正六边形覆盖 图3 正三、四、六边形覆盖图以下考虑采用哪种覆盖方式可以具有中心间距、覆盖率最大，而重叠面积最小的效果.中心间距就是两个相邻的小圆圆心的距离.覆盖率.重叠面积就是指两个相邻的小圆公共部分的面积.由此可得： 正三边形：, , （5） . 正四边形：, , （6） . 正六边形：， , （7） .表1 三种覆盖方式的效果比较表正三边形正四边形正六边形正n边形所用个数3中心间距覆盖率41.35%63.66%82.70%重叠面积0.18121.07070.1812 根据表中的信息比较可知：采用正六边形的覆盖方式，可以达到正n边形所用个数最少、中心间距和重叠面积最小、覆盖率最大的无遗漏覆盖.也就是国际上通用的蜂窝结构.用半径为r圆，以它的内接正六边形对区域进行覆盖，可得到重复覆盖最少的无漏洞覆盖. 采用正六边形近似中继器覆盖圆域的合理性：用最小的小区数就能覆盖整个地理区域，最接近于全向的基站天线和自由空间传播的全向辐射模式.2.3.2正六边形覆盖方式的探讨第一种覆盖方式：以正六边形的中心为扩散起点做蜂窝六边形结构，向外延伸覆盖（如图4所示）.图4 第一种覆盖方式第二种覆盖方式：以3个六边形的中心交点为扩散起点做蜂窝六边形结构，向外延伸覆盖（如图5所示）. 图5 第二种覆盖方式现在考虑两种覆盖方式的利用率，其公式为： . （8）经计算后得到结果所如表2示： 表2 两种覆盖方式的效果比较表圈数L第一种覆盖方式第二种覆盖方式 所建中继站 的个数n利用率 所建中继站 的个数n 利用率11100%340.32%2780.61%1270.54%31989.03%2780.53% 第一种覆盖方式较第二种来说，所需中继站的个数少，利用率高，故选择第一种方式来进行覆盖.中继站的覆盖半径是由中继站的高度和发射机功率、馈线衰减天线增益、驻波比、太阳活动等决定的，经查资料知宏蜂窝小区的每小区的覆盖半径较大，为1km-25km.换算成英里为1-15.53461英里（1英里=1.609344km）即中继站的最大覆盖半径为15.5343英里.再用正六边形近似替代中继站信号覆盖的圆面积，建立蜂窝图形将整个区域覆盖住，从而设置最少的中继站使1000个用户同时通信.2.3.3（私人专线）的设置方案 由于相邻的两个中继站覆盖区域有重叠，并且当移动用户发射相同频率的信号时，中继站之间存在信号干扰.同时考虑每个中继站能够容纳的通讯信号的数量是有限的，为了避免干扰，以及容纳更多的在线用户，解决方案通常是为每个中继站分配一个固定的“亚音”频率（PL）继站只响应附加了该亚音频率的通讯信号.在一个平面内，若每个中继站只回应接收到的具有一个特殊PL，只需要3个PL可以保证两个相邻的中继站之间使用相同的频率对(包括接收和发送)而两两不受干扰(如图6）. 图6 的覆盖图这样分布后，就使得区域上的中继站都不会产生干扰.2.3.4亚音频率网络层结构若想要满足1000名用户同时通信并且建立尽量少的中继站个数的需求，此时我们可以采取设置多层亚音频率的方案加以解决. 由假设可知：用户设备可以自动搜寻可用频率，并且可设定多档亚音频率.当某个亚音频率的中继站的39个容量被全部使用时，后进入此中继站覆盖范围的用户可将设备亚音频率调整至另一个尚未被完全使用的亚音频率层.在上面阐述的优化方案中, 设第i个亚音频率层需要个PL实际可知，一共有54PL可以进行使用，即有：，其中（一个平面只需要3个PL） 则可得出：. （9）因此我们需要建立18个亚音频率的中继站网络层结构，这样一来，每一个中继站都可以在这18个亚音频率的中继站网络层里同时进行工作（可以有未被使用的网络层），也就是说，相当于每一个中继站都可以接受18个不同的PL.那么每一个中继站可以容纳同时在线的用户数量就增加为：,这样就大大提高了中继站的有效利用率.协调方案一： 当半径为R=40英里的圆形范围内只包含一个正六边形圈层时，即建有一个中继站时，最多可以设立54个亚音频率网络层，也就是说，当L=1时，覆盖模型如下图7所示，即当有1000人同时在线使用时，需要层.那么就有人可以同时在线使用. 图7 用一个正六边形圈层覆盖 此时该蜂窝网状系统需要建立1个中继站，可以满足1014个用户.协调方案二： 当半径为R=40英里的圆形范围内包含两个正六边形圈层时，即建有7个中继站时，最多可以设立54个亚音频率网络层，即当时，其覆盖模型如下图8所示：图8 用两个正六边形圈层覆盖可以计算得出： 中继站的半径为英里， 正六边形的面积为平方英里， （10） 圆的面积为平方英里.在一层亚音频率网络层，系统可以满足人同时在线使用，当1000人同时使用时，需要层（其中6层18层）.那么，就有人可以同时在线使用.此时该系统需要建7个中继站，可以满足1134个用户.协调方案三：当半径为R=40英里的圆形范围内包含三个正六边形圈层时，即建有19个中继站时，最多可以设立54个亚音频率网络层，即当L=3时，其覆盖模型如下图9所示： 图9 用三个正六边形圈层覆盖可以计算得出：中继站的半径为英里,六边形的面积为平方英里, （11）圆的面积为平方英里.在一层亚音频率网络层，系统可以满足人同时在线使用，当1000人同时使用时，需要层,我们近似取为2层（其中2层18层），那么就有人可以同时在线使用.此时该系统需要建19个中继站，可以满足1226个用户.协调方案四：当半径为R=40英里的圆形范围内包含四个正六边形圈层时，即建有37个中继站时，最多可以设立54个亚音频率网络层，即当L=4时，其覆盖模型如下图10所示.图10 用四个正六边形圈层覆盖可以计算得出： 中继站的半径为英里，六边形的面积为平方英里， （12）圆的面积为平方英里. 在一层亚音频率网络层，系统就可以满足人同时在线使用,那么只需要一层亚音频率网络即可满足需求.此时该系统需要建37个中继站，可以满足1178个用户.综合比较四种中继站的协调方案，综合考虑中继站的覆盖半径、所需中继站的个数、亚音频率网络层数、使用PL的个数、可以同时服务的在线用户数量等方面的因素，我们给出了效果比较表.表3 中继站协调比较表圈数L中继站半径r（英里）中继站个数n亚音频率网络层数i使用PL个数服务人数方案一14012626均方案二2207618方案三311.0941926方案四483713由于中继站的覆盖半径英里，所以协调方案一和协调方案二不符合实际情况.由题意我们知道，协调方案的最终目标是要建立最少的中继站来满足进了能多的用户可以同时在线使用，相对协调方案四，我们优先选择协调方案三，在一个半径40英里的圆形区域，建立19个中继站，可容纳1226个同时在线用户使用.3 针对现实问题对宏蜂窝模型的改进之前建立宏蜂窝模型时忽略了以下几点现实因素，且宏蜂窝模型本身就存在一些不足之处，现针对以上问题进行分析.3.1 针对“盲点”“热点”情况的模型研究3.1.1研究背景宏蜂窝小区存在“盲点”和“热点”问题.“盲点”：由于网络漏覆盖或电波在传播过程中遇到障碍物而造成阴影区域等原因，使得该区域的信号强度极弱，通信质量低劣.“热点”：由于客观存在商业中心或交通要道等业务繁忙区域，造成空间业务负荷的不均匀分布.3.1.2三层分级蜂窝模型基于宏蜂窝覆盖模型存在的问题，我们考虑用三层分级蜂窝结构来改进. 微蜂窝小区：微蜂窝小区是在宏蜂窝小区的基础上发展起来的一门技术.覆盖半径大约为30m-300m，发射功率较小，一般在1W以下；基站天线置于相对低的地方，如屋顶下方，高于地面5m-10m；传播主要沿着街道的视线进行，信号在楼顶的泄露小. 微蜂窝小区最初被用来加大无线电覆盖，消除宏蜂窝中的“盲点”.由于低发射功率的微蜂窝基站允许较小的频率复用距离，每个单元区域的信道数量较多，因此业务密度得到了巨大的增长，且RF干扰很低，将它安置在宏蜂窝的“热点”上，可满足该微小区域质量与容量两方面的要求.分级蜂窝结构：相邻微蜂窝的切换都回到所在的宏蜂窝上，宏蜂窝的广域大功率覆盖可看成是宏蜂窝上层网络，并作为移动用户在两个微蜂窝区间移动时的“安全网”，大量的微蜂窝构成微蜂窝下层网络. 微微蜂窝小区：随着容量需求进一步增长，运营者可按同一规则安装第三或第四层网络，即微微蜂窝小区，其覆盖半径更小，一般只有10m-30m；基站发射功率更小，大约在几十毫瓦左右；天线一般装于建筑物内，业务集中地点.微微蜂窝实质就是微蜂窝的一种，作为网络覆盖的一种补充形式而存在，主要用来解决商业中心、会议中心等室内“热点”的通信问题.三层分级蜂窝结构：即宏蜂窝结构、微蜂窝结构、微微蜂窝结构的同时使用.宏蜂窝用于处理快速移动车辆的业务；微蜂窝处理慢速移动，集中于步行或交通阻塞车辆的业务；微微蜂窝用于覆盖商场和办公区等室内区域.用户接入时，系统根据所测得的信号强度和各蜂窝的容量为某一呼叫选择最恰当的蜂窝. 3.2 针对山区信号传播阻碍的模型研究3.2.1 研究背景 在实际生活当中，由于山区会阻碍信号的传播，所以在宏蜂窝模型的基础上对其进行修正.3.2.2关于菲涅耳区的研究 菲涅耳区是一个围绕从接收机连线的旋转椭圆体，且以发射机和接收机为焦点，对第n个菲涅耳区，从发射机到椭圆体上任一点，再到接收机的距离大于直线距离，由电磁波理论知识知： . （13）设表示离发射机距离为给定值上的第n个菲涅耳半径.由此可得表达式： . （14）当n=1时，即第一菲涅尔区.设定发射点至接收点的距离为，由发射点发出的电磁波至空间的任一点，再折向传播到接收点时所经历的路程长度为，满足以下条件所构成的空间曲面，即为第一菲涅尔区的边界.传播距离接收距离图11 第一菲涅尔区从图中很明显看出来，这是一个以发射点至接收点连线为长轴的椭圆面，发射点和目标点处于椭圆面的2个焦点上，椭圆面上任一点至长轴的垂直距离被称为第一菲涅尔区半径，用表示该半径为： . （15） 为了便于后面的计算，我们还要引入相对余隙这个变量： . （16）传播距离接收距离图12 相对余隙示意图相对余隙r越小，就说明该点对信号的阻拦能力越强.因此，可把相对余隙的数值作为该路径是否为视距传播条件的判断.我们知道，为视距传播条件，为视距传播，但没有足够的余隙，为非视距传播.为了与计算绕射损耗，我们还需定义绕射常数v为： . （17）当中继站所辐射的电磁波通过空间传播到目标点时，凡进入发射点和目标点之间第一菲涅耳区的地面.山峰、建筑物及树木等障碍物，都会对电磁波产生“遮挡效应”.影响目标点的场强.在第一菲涅尔区以外的物体可以认为对目标点的场强没有影响.只要第一菲涅尔区不受阻挡，则可以认为是在自由空间传播.对于进入第一菲涅尔区内的障碍物，我们考虑了单刃峰、多刃峰、非刃形山峰这三种情况.3.2.3单刃峰绕射损耗的研究 在单峰绕射下，接收点场强E与自由空间值的比率可以由菲涅尔积分给出： . （18）上式有效的条件是：对于不同的绕射系数，对应的绕射损耗的近似值为； （19）3.2.4多刃峰绕射损耗的研究多峰指的是在收发天线的第一菲涅尔区有两个或两个以上刃形障碍物的情况，下面只介绍Epstein模型. 在Epstein等效算法中，分别求取每个山峰的绕射损耗值，最后进行相加得到最终的绕射值.在计算每个山峰的绕射损耗的时候，其等效的发射源为前一个山峰的顶端（如图13所示)传播距离接受距离图13 多峰绕射损耗（Epstein算法）计算A点的绕射损耗时，是发射源与山峰B顶点连线与山峰A顶点之间的高度差；计算B点的绕射损耗时，是山峰A的顶点与接收源之间连线与山峰B顶点之间的高度差.所以可以求出山峰A、B绕射系数分别为，.在求得A、B的绕射损耗之后，相加即为场景的绕射损耗. 依次类推，在多山峰情况下，可以依次求得山峰的绕射损耗，最终得出场景的绕射损耗. 3.2.5非刃形山峰绕射损耗的研究实际的山峰总会有一定的厚度，或山顶的曲率半径较大等（如下图14），此时绕射损耗的计算方法也随之改变.传播距离接收距离图14 非刃形山峰绕射损耗 这种请况下的传播损耗可以表示为： . （20）式中为刃形单峰的绕射损耗，是时对应于值的函数，其数值关系为： . （21）是无因子曲率指数，.实际中，和可以用和来代替.为频率，d路径长度.式中为乘积的函数，其数值关系可以查图，也可以按下面的公式计算 (22) 式中.3.3针对植被引起损耗的问题研究3.3.1 研究背景电磁波在山区的传播过程中，信号不仅会因为山峰损耗还会因为树木、植被而受到附加损耗.植被损耗不仅取决于树木的高度、种类、形状、分布密度、空气湿度及季节的变化，还取决于工作频率.天线的极化、通过树木的路径长度等多方面的因素.通过观察森林对电波传播的附加损耗图可知，为了消除这种植被损耗，可加大中继站发射机功率，使得电波在最后接受过程中保持信号的完整性、灵敏性，使得语言质量失真性降至最低.3.3.2 解决方案鉴于电磁波在山区传播的过程中受到山峰，植被，树木等的阻挡，直接影响中继站的信号覆盖半径，设总的影响系数为，那么同样的中继站在山区和在平原地区相比覆盖半径将变成,将由于损耗缩减的半径带入先前的模型中，就可以分析出在山区所需要的中继站数量. 在山区建设无线电通信网络，对较小的山峰而言，由于无线电的衍射仍可以传播但其强度会受到衰减，而对于较大的山峰衍射不足以使信号绕过去时就会产生一个通信盲区（即在这个区域内没有信号）.为解决通信盲区这个问题就需要增加中继器或者将中继站建在更加适合的覆盖的区域.两种解决方案如下： （1）将中继站建在山顶上可以更加全面的覆盖，但是其建造成本比较高.（2）增加一个中继站以中继站接力的方式让信号点到达植被后面的区域.3.4针对人口非均匀分布的问题研究3.4.1 研究背景当人口分布不均匀时，由于人口密度服从正态分布，人口的分布规律应该是中心人口密集，四周人口稀疏.3.4.2 解决方案在这种情况下，先对人口进行分类，将人口密度大的地区划分为一个新的区域，用原来的覆盖方式进行覆盖，先计算外围的需要中继站的数量，再对内部进行计算，在从外围向内部逼近的过程中，中继站的安排也应是从区域圆的周边到内部越来越密集，且应该满足每个中继器下的人口数在中继站的容量范围以内.4.模型的评价宏蜂窝模型采用信道复用技术, 大大缓解了频率资源紧缺的问题, 提高了频率利用率，增加了用户数目和系统容量，且由于信道距离缩短, 发射机功率降低, 于是互调干扰亦减小.然而我们考虑宏蜂窝小区模型存在“盲点”和“热点”问题，及人口分布未必均匀这一现实因素，经过分析我们给出了相应的改进方案.在考虑信号阻隔的情况下采用的模型具有较强的实践性，考虑了信号传输衰减的多个因素. Epstein模型简单易懂，不足之处是当两个山峰相距较远时，计算准确度较高，两个山峰相距较近时，误差较大.参考文献1 凌伟，杨会军.无线电波传播Losson手机COMMUN模型预测J，2003，04：14-15.2 蜂窝网络J，/wiki/Cellular_system ,2011，02：132-140.3 视线的传播J，/wiki/Line-of-sight_propagation，2011，02：16-18. 4 Peer-to-peer(P2P)J，/wiki/Peer-to-peer，2011，12：59-60.5 频段的定义J，/definition，2011-2.6 范志刚，郭文胜，盛楠.基于蜂窝系统、传感器和微系统传感器节点部署算法J.2008,07：36-39. 7 闫龙.OFDMA多跳中继蜂窝网络选择的路由算法.西南交通大学学报J，2012，04:27-29.8 无线空间传输损耗衰减的计算J，/，2011，02：78-80.9 Sachin Adlakha ,Mani Srivastava.临界密度阈值覆盖的无线传感器网络J，2011，S1：35-38.致谢本次论文是我在周慧倩老师的悉心指导下完成的，在论文完成的过程中，周老师给了我许多耐心的帮助和指导，在此谨向周老师致以诚挚的谢意Research about the OptimalRepeaterCoordination Based on CellularSystem Model HE Fan-ting College of Mathematics Science No.: 100414117Tutor: ZHOU Hui-qian Abstract: This paper mainly discussesstrategies toaccommodate all online usersin a given circular area withthe minimum number of repeaters.We consider e geometry coverage model on the basis of the assumptionthat the population is evenly distributed inacircular area. Weselect a model withthe macro-cell structurediffusingfromthe center of the regular hexagon.Then, weconstruct the CTCSS network layer structureto increase the quantity of online usersthatonerepeatercanserveat the same time.Finally,we conclude hatthe minimum numberof repeaters that is needed tocompletely coveranareawith mostusers. Meanwhile,considering real world problems, we amendment the model.Keywords:macro-cell structural model; three-tier hierarchical cellular structure model; Epstein diffraction loss model请删除以下内容，O(_)O谢谢！ The term autism refers to a cluster of conditions appearing early in childhood. All involve severe impairments in social interaction, communication, imaginative abilities, and rigid, repetitive behaviors. To be considered an autistic disorder, some of these impairments must be manifest before the age of three. The reference book used by mental health professionals to diagnose mental disorders is the Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders , also known as the DSM. The 2000 edition of this reference book (the Fourth Edition Text Revision known as DSM-IV-TR ) places autism in a category called pervasive developmental disorders . All of these disorders are characterized by ongoing problems with mutual social interaction and communication, or the presence of strange, repetitive behaviors,interests, and activities. People diagnosed with these disorders are affected in many ways for their entire lives. Description Each child diagnosed with an autistic disorder differs from every other, and so general descriptions of autistic behavior and characteristics do not apply equally to every child. Still, the common impairments in social interaction, communication and imagination, and rigid, repetitive behaviors make it possible to recognize children with these disorders, as they differ markedly from healthy children in many ways. Many parents of autistic children sense that something is not quite right even when their children are infants. The infants may have feeding problems, dislike being changed or bathed, or fuss over any change in routine. They may hold their bodies rigid, making it difficult for parents to cuddle them. Or, they may fail to anticipate being lifted, lying passively while the parent reaches for them, rather than holding their arms up in return. Most parents of autistic children become aware of the strangeness of these and other behaviors only gradually. Impairments in social interaction are usually among the earliest symptoms to develop. The most common social impairment is a kind of indifference to other people, or aloofness, even towards parents and close care-givers. The baby may fail to respond to his or her name being called and may show very little facial expression unless extremely angry, upset, or happy. Babies with autism may resist being touched, and appear to be lost in their own world, far from human interaction. Between seven and 10 months of age, most infants often resist being separated from a parent or well-known caregiver, but these infants may show no disturbance when picked up by a stranger. Other children with autism may be very passive, although less resistant to efforts by others to interact. However, they do not initiate social interaction themselves. Still others may attempt to engage with adults and peers, but in ways that strike others as inappropriate, or odd. In adolescence and adulthood, some of the higher-functioning individuals with autistic disorders may appear overly formal and polite. They may react with little spontaneity, as if social interaction doesnt come naturally or easily to them, and so they are trying to follow a pre-determined set of rules. Some individuals with autism have normal intelligence, and many have special talents in areas such as music or memory. However, individuals with autism may have other mental or emotional problems that co-exist with their autism. Some of these other disorders may include impulse control disorders, obsessive-compulsive disorder , mood and anxiety disorders, and mental retardation . PSYCHOLOGICAL AND FAMILY FACTORS. Although Henry Maudsley, in the late 1800s, was the first psychiatrist to focus on very young children with mental disorders, it was the psychiatrist Leo Kanner who coined the phrase early infantile autism in 1943. Kanner believed that the parents of children with autistic behaviors were emotionally cold and intellectually distant. He coined the term refrigerator parents to describe them. His belief that parental personality and behavior played a powerful role in the development of autistic behaviors left a devastating legacy of guilt and self-blame among parents of autistic children that continues to this day. Recent studies are unequivocal, however, in demonstrating that parents of autistic children are no different from parents of healthy children in their personalities or parenting behaviors. In fact, many families with an autistic child also have one or more perfectly healthy children. Because autistic children can be extremely sensitive to change, any change within the family situation can be potentially traumatic to the autistic child. A move, divorce, birth of a sibling or other stressors that occur in the lives of most families may evoke a more extreme reaction from an autistic child. While there is no single neurological abnormality found in children with autistic disorders, some research using non-invasive brain imaging techniques such as magnetic resonance imaging (MRI) suggests that certain areas of the brain may be involved. Several of the brain areas being researched are known to control emotion and the expression of emotion. These areas include the temporal lobe (large lobe of each side of the brain that contains a sensory area associated with hearing), the limbic system, the cerebellum, the frontal lobe, the amygdala, and the brain stem, which regulates homeostasis (body temperature and heart rate). Recent research has focused particularly on the temporal lobe because of the finding that previously healthy people who sustain temporal lobe damage may develop autistic-like symptoms. In animal research, when the temporal lobe is damaged, social behavior dec