基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃方法

摘 要：為提升通信網(wǎng)絡節(jié)點覆蓋率，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設計了一種移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃方法。通過構(gòu)建移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃模型，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)估算移動通信網(wǎng)絡WCDMA容量，計算反向鏈路的最大路徑損耗；根據(jù)最大路徑損耗，確定鏈路的傳播范圍，從而完成移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃。實驗結(jié)果表明，設計的移動通信網(wǎng)絡物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃方法的規(guī)劃效果較好，通信網(wǎng)絡節(jié)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(wǎng)絡的運行性能，具有一定的應用價值。

關(guān)鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)；移動通信網(wǎng)絡；WCDMA容量；最大路徑損耗；節(jié)點覆蓋率；通信數(shù)據(jù)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(shù)的不斷進步和普及，人們對通信網(wǎng)絡的需求呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長，對更高質(zhì)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(wěn)定的通信服務，需要深入研究移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃方法[3]。該領域的研究可以提供科學的指導和技術(shù)支持，以實現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡的合理布局、優(yōu)化資源配置、高效容量規(guī)劃等目標[4]。同時，精確的規(guī)劃方法可以有效降低網(wǎng)絡建設和運營成本，提升網(wǎng)絡覆蓋率和用戶體驗，推動移動通信產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另外，隨著移動通信技術(shù)的不斷更新迭代和新興應用（如物聯(lián)網(wǎng)、5G等）的快速發(fā)展，研究移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃方法也可以為未來網(wǎng)絡發(fā)展提供更加科學的指導，應對日益增長的數(shù)據(jù)需求和復雜的網(wǎng)絡環(huán)境所帶來的挑戰(zhàn)，推動移動通信網(wǎng)絡的創(chuàng)新與進步。

目前，大多數(shù)規(guī)劃方法易受自適應分配影響，導致通信網(wǎng)絡節(jié)點覆蓋率偏低，因此，文中基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設計了一種移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃方法。

1 移動通信網(wǎng)絡物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃方法設計

1.1 構(gòu)建移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃模型

通信網(wǎng)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(shù)據(jù)等[5]。因此，根據(jù)移動通信網(wǎng)絡業(yè)務交換與分組狀況構(gòu)建了移動通信網(wǎng)絡傳播模型，該模型主要包含時間層、會話層和數(shù)據(jù)包層，刻畫的某任務的層次分布狀態(tài)如圖1所示。

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

（1）

式中：λ代表業(yè)務參量；ex代表通信業(yè)務分布均值。通信業(yè)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(wǎng)絡規(guī)劃方法根據(jù)指數(shù)分布關(guān)系調(diào)整了通信數(shù)據(jù)包數(shù)量，完成了分組業(yè)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?；谏鲜鼋粨Q分組可以快速調(diào)整通信網(wǎng)絡規(guī)劃的概率密度，生成的移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃模型B如下所示：

（3）

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

1.2 移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以利用傳感器與終端設備獲取網(wǎng)絡的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)，進行深度處理分析，減少信號弱區(qū)、流量擁堵等造成的規(guī)劃異常。因此，文中利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)估算了移動通信網(wǎng)絡的WCDMA容量，進行了規(guī)劃參數(shù)調(diào)整?？梢岳梦锫?lián)網(wǎng)技術(shù)進行鏈路預算，給定通信網(wǎng)絡覆蓋范圍，進行資源解析[8]。通信網(wǎng)絡鏈路具有雙向性，需要根據(jù)計算的路徑損耗進行調(diào)整，調(diào)整后的WCDMA鏈路組成部分如圖2

所示。

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

（4）

式中：PTX代表移動終端發(fā)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(diào)門限發(fā)生了一定改變，需要根據(jù)接收信號狀態(tài)[10]計算移動通信網(wǎng)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(jù)上述最大路徑損耗，可以有效確定鏈路的傳播范圍，根據(jù)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(fā)性業(yè)務清單；C代表信道數(shù)；AK代表呼損率；k代表數(shù)據(jù)速率。根據(jù)上述估算的WCDMA鏈路容量可以進行動態(tài)性能仿真，調(diào)整移動通信網(wǎng)絡的業(yè)務規(guī)劃流程。若在移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃過程中出現(xiàn)了業(yè)務服務質(zhì)量偏低的問題，就需要根據(jù)終端結(jié)構(gòu)參與量處理應用業(yè)務類別的映射關(guān)系，實現(xiàn)移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃端對端升級，從而滿足后續(xù)移動通信網(wǎng)絡運行要求。

2 實 驗

為驗證設計的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃方法的規(guī)劃效果，將其與文獻[6]、文獻[7]中兩種常規(guī)的移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃方法進行對比實驗。

2.1 實驗準備

結(jié)合移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃實驗要求，將X省的某區(qū)域作為研究對象，進行移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃分析。已知X省某區(qū)域設置了中國移動、中國聯(lián)通、中國電信基站，這些基站主要包含GSM＼CDMA＼EV-DO等網(wǎng)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(lián)通GSM900的上行頻率為909～915 MHz，下行頻率為954～960 MHz，TD-LTE室內(nèi)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(nèi)頻率為2 370～2 390 MHz，室外頻率為2 635～

2 655 MHz。

根據(jù)上述實驗準備，對不同的實驗節(jié)點進行標定處理，調(diào)整其與單元拓撲的邊界規(guī)劃距離。

2.2 實驗結(jié)果與討論

分別使用基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃方法、文獻[6]方法以及文獻[7]方法進行網(wǎng)絡規(guī)劃，使用OpManager軟件獲取3種方法的通信網(wǎng)絡節(jié)點覆蓋率，實驗結(jié)果見

表1～表3所列。

由表1～表3可知，在不同的通信數(shù)據(jù)傳輸速率下，文中設計的基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃方法的能耗、通信漏洞率均較低，通信網(wǎng)絡節(jié)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(wǎng)絡節(jié)點覆蓋率較低。上述實驗結(jié)果證明，文中設計的移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃方法的規(guī)劃效果較好，可靠性較高，具有一定的應用價值。

3 結(jié) 語

受用戶數(shù)量、業(yè)務類型、流量模型等多種因素影響，我國移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃效果仍不理想，網(wǎng)絡節(jié)點的覆蓋率偏低。為解決上述問題，文中基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設計了一種全新的移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃方法。實驗結(jié)果表明，設計的移動通信網(wǎng)絡規(guī)劃方法的規(guī)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(wǎng)絡問題、促進相關(guān)技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展做出了一定貢獻。

參考文獻

[1]周政雷，陳俊，潘俊濤，等.基于并行深度森林的配用電通信網(wǎng)絡異常流量檢測[J].華東師范大學學報（自然科學版），2023，69（5）：122-134.

[2]王丹.堅持問題導向多方協(xié)調(diào)推進—河北省秦皇島無監(jiān)局協(xié)調(diào)解決劉莊移動通信網(wǎng)絡覆蓋問題側(cè)記[J].中國無線電，2023，34（6）：40-41.

[3]孫桂萍，唐艷娜，于愛華.基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的變換域通信網(wǎng)絡抗干擾優(yōu)化算法[J].計算技術(shù)與自動化，2023，42（2）：119-123.

[4]朱敏，張教，華炳昌，等.面向6G的太赫茲光纖一體融合通信系

統(tǒng)：架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)與驗證[J].中國科學：信息科學，2023，53（1）：191-210.

[5]徐全盛，楊國東，葛林強.面向戰(zhàn)術(shù)邊緣應用的SDN網(wǎng)絡控制平面設計研究[J].中國電子科學研究院學報，2023，18（6）：559-565.

[6]張紹剛. 5G移動通信在智慧醫(yī)院的網(wǎng)絡規(guī)劃及部署應用[J].電子技術(shù)與軟件工程，2021，28（20）：11-13.

[7]宋永廷，王勝. 5G本地傳送網(wǎng)網(wǎng)絡規(guī)劃原則及地市規(guī)劃方案探討[J].通信電源技術(shù)，2021，38（2）：34-37.

[8]周錦來，趙晨，林晨，等.移動通信科技自立自強決策邏輯與創(chuàng)新生態(tài)系統(tǒng)協(xié)同演化機制研究[J].科學學與科學技術(shù)管理，2023，44（11）：79-93.

[9]楊俐，辛怡，胡光祥，等.基于CTCS2+ATO的市域鐵路LTE移動通信業(yè)務承載解決方案研究[J].鐵道通信信號，2023，59（10）：68-73.

[10]畢敏娜.強化基礎設施支撐引領作用 推進信息網(wǎng)絡新型基礎設施 完善建筑物移動通信基礎設施工程技術(shù)標準[J].工程建設標準化，2023，39（10）：84-88.

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。