基于物聯網技術的移動通信網絡規劃方法

摘 要：為提升通信網絡節點覆蓋率，基于物聯網技術設計了一種移動通信網絡規劃方法。通過構建移動通信網絡規劃模型，利用物聯網技術估算移動通信網絡WCDMA容量，計算反向鏈路的最大路徑損耗；根據最大路徑損耗，確定鏈路的傳播范圍，從而完成移動通信網絡規劃。實驗結果表明，設計的移動通信網絡物聯網規劃方法的規劃效果較好，通信網絡節點的覆蓋率較高，通信漏洞率較低，能夠較好提高移動通信網絡的運行性能，具有一定的應用價值。

關鍵詞：物聯網技術；移動通信網絡；WCDMA容量；最大路徑損耗；節點覆蓋率；通信數據包

中圖分類號：TP212.9 文獻標識碼：A 文章編號：2095-1302（2024）08-00-03

DOI：10.16667/j.issn.2095-1302.2024.08.017

0 引 言

隨著移動通信技術的不斷進步和普及，人們對通信網絡的需求呈現出爆發式增長，對更高質量、更廣覆蓋、更快速的通信服務的需求更大[1-2]。因此，為了有效滿足用戶的需求并提供高效穩定的通信服務，需要深入研究移動通信網絡規劃方法[3]。該領域的研究可以提供科學的指導和技術支持，以實現移動通信網絡的合理布局、優化資源配置、高效容量規劃等目標[4]。同時，精確的規劃方法可以有效降低網絡建設和運營成本，提升網絡覆蓋率和用戶體驗，推動移動通信產業的可持續發展。另外，隨著移動通信技術的不斷更新迭代和新興應用（如物聯網、5G等）的快速發展，研究移動通信網絡規劃方法也可以為未來網絡發展提供更加科學的指導，應對日益增長的數據需求和復雜的網絡環境所帶來的挑戰，推動移動通信網絡的創新與進步。

目前，大多數規劃方法易受自適應分配影響，導致通信網絡節點覆蓋率偏低，因此，文中基于物聯網技術設計了一種移動通信網絡規劃方法。

1 移動通信網絡物聯網規劃方法設計

1.1 構建移動通信網絡規劃模型

通信網絡在傳播過程中涉及的傳播類型較多，包括語音、簡單信息、交換數據等[5]。因此，根據移動通信網絡業務交換與分組狀況構建了移動通信網絡傳播模型，該模型主要包含時間層、會話層和數據包層，刻畫的某任務的層次分布狀態如圖1所示。

由圖1可知，基于上述通信業務層次分布狀態可以進行抽樣處理[6]，利用Poisson確定不同時刻的指數分布關系，此時的概率密度函數如下所示：

（1）

式中：λ代表業務參量；ex代表通信業務分布均值。通信業務在傳播過程中并非只存在單一的時期，而是包括靜默期、談話期。因此，文中設計的移動通信網絡規劃方法根據指數分布關系調整了通信數據包數量，完成了分組業務交換[7]，交換后計算的分組大小PacketSize如下所示：

（2）

式中：P代表隨機分組變量；M代表允許的最大分組。基于上述交換分組可以快速調整通信網絡規劃的概率密度，生成的移動通信網絡規劃模型B如下所示：

（3）

該網絡規劃模型符合通信網絡的實際通信狀態，能最大程度降低通信網絡傳輸資源的占用率。

1.2 移動通信網絡規劃

物聯網技術可以利用傳感器與終端設備獲取網絡的運行狀態數據，進行深度處理分析，減少信號弱區、流量擁堵等造成的規劃異常。因此，文中利用物聯網技術估算了移動通信網絡的WCDMA容量，進行了規劃參數調整。可以利用物聯網技術進行鏈路預算，給定通信網絡覆蓋范圍，進行資源解析[8]。通信網絡鏈路具有雙向性，需要根據計算的路徑損耗進行調整，調整后的WCDMA鏈路組成部分如圖2

所示。

由圖2可知，根據上述鏈路組成部分可以確定基本預算單元，針對一個業務信道，其通信功率會隨著業務需求發生改變[9]。因此，確定WCDMA估算范圍，可以計算業務信道的EIRP，如下所示：

（4）

式中：PTX代表移動終端發射功率；GTX代表移動通信增益；LTX代表通信連接損耗。此時的基站接收器解調門限發生了一定改變，需要根據接收信號狀態[10]計算移動通信網絡的邊緣覆蓋率PEdge，如下所示：

（5）

式中：Q代表衰落余量；ρ代表軟切換增益；σ代表通信余量。與正向通信鏈路不同，反向通信鏈路的MPLA會隨著負載因子的增大逐漸降低，因此，需要計算反向鏈路的路徑損耗Plmin，如下所示：

（6）

式中：SRX代表接收的移動通信收益；MPC代表通信干擾值；GINT代表邊緣補償增益。根據上述最大路徑損耗，可以有效確定鏈路的傳播范圍，根據愛爾蘭估算原則估算的WCDMA鏈路容量PB如下所示：

（7）

式中：A代表突發性業務清單；C代表信道數；AK代表呼損率；k代表數據速率。根據上述估算的WCDMA鏈路容量可以進行動態性能仿真，調整移動通信網絡的業務規劃流程。若在移動通信網絡規劃過程中出現了業務服務質量偏低的問題，就需要根據終端結構參與量處理應用業務類別的映射關系，實現移動通信網絡規劃端對端升級，從而滿足后續移動通信網絡運行要求。

2 實 驗

為驗證設計的基于物聯網技術的移動通信網絡規劃方法的規劃效果，將其與文獻[6]、文獻[7]中兩種常規的移動通信網絡規劃方法進行對比實驗。

2.1 實驗準備

結合移動通信網絡規劃實驗要求，將X省的某區域作為研究對象，進行移動通信網絡規劃分析。已知X省某區域設置了中國移動、中國聯通、中國電信基站，這些基站主要包含GSM＼CDMA＼EV-DO等網絡。其中，中國移動GSM900的上行頻率為889～909 MHz，下行頻率為934～954 MHz，

TD-SCDMA包括A、B、C三個頻段，分別為2 010～

2 025 MHz、1 880～1 920 MHz、2 320～2 370 MHz。中國聯通GSM900的上行頻率為909～915 MHz，下行頻率為954～960 MHz，TD-LTE室內頻率為2 300～2 320 MHz，室外頻率為2 555～2 575 MHz。中國電信的CDMA上行頻率為825～835 MHz，下行頻率為870～880 MHz，TD-LTE室內頻率為2 370～2 390 MHz，室外頻率為2 635～

2 655 MHz。

根據上述實驗準備，對不同的實驗節點進行標定處理，調整其與單元拓撲的邊界規劃距離。

2.2 實驗結果與討論

分別使用基于物聯網技術的移動通信網絡規劃方法、文獻[6]方法以及文獻[7]方法進行網絡規劃，使用OpManager軟件獲取3種方法的通信網絡節點覆蓋率，實驗結果見

表1～表3所列。

由表1～表3可知，在不同的通信數據傳輸速率下，文中設計的基于物聯網技術的移動通信網絡規劃方法的能耗、通信漏洞率均較低，通信網絡節點覆蓋率較高，文獻[6]

方法以及文獻[7]方法的能耗、通信漏洞率均較高，通信網絡節點覆蓋率較低。上述實驗結果證明，文中設計的移動通信網絡規劃方法的規劃效果較好，可靠性較高，具有一定的應用價值。

3 結 語

受用戶數量、業務類型、流量模型等多種因素影響，我國移動通信網絡規劃效果仍不理想，網絡節點的覆蓋率偏低。為解決上述問題，文中基于物聯網技術設計了一種全新的移動通信網絡規劃方法。實驗結果表明，設計的移動通信網絡規劃方法的規劃效果較好，可靠性較高，具有一定的應用價值，為解決移動通信網絡問題、促進相關技術的創新發展做出了一定貢獻。

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收稿日期：2024-01-18 修回日期：2024-02-23

作者簡介：伊學君（1984—），男，甘肅酒泉人，助教，研究方向為通信工程。