無線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化策略

李旸園 張娓娓 陳綏陽

摘 要：長期以來，網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與集約化在移動通信的建設(shè)和維護中都是比較重要的組成部分。進行了合理的網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化可以保證網(wǎng)絡(luò)在時間與時間得到較大程度的覆蓋。為此，在本文中，筆者主要是以無線傳感網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量有關(guān)的無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、優(yōu)化等一些突出問題，進行了深入的討論。

關(guān)鍵詞：無線傳感；網(wǎng)絡(luò)覆蓋；優(yōu)化；策略

1 引言

無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃主要是指以網(wǎng)絡(luò)建設(shè)為基礎(chǔ)的整座競賣，主要是對無線傳感的覆蓋目標展開設(shè)計，同時為該目的所進行的基站位置和配置的設(shè)計。這一過程主要有覆蓋目標、容量目標、成本目標等多方面的內(nèi)容。一些系統(tǒng)采用了無線傳感技術(shù)，較之于GSM技術(shù)，優(yōu)勢明顯，特別是在容量方面，如果配上相同頻率的資源，前者容量往往是后面的好幾倍。

2 無線傳感無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋優(yōu)化的必要性分析

2.1 網(wǎng)絡(luò)負載變化異常

無線傳感屬于一個干擾受到較大局限的系統(tǒng)，干擾水平的增大將會對系統(tǒng)容量造成直接的影響，也對系統(tǒng)提供的服務(wù)質(zhì)量造成了一定的影響。通過我們研究，發(fā)現(xiàn)如果要保持系統(tǒng)性能穩(wěn)定，負載要保持在60%-70%之間。如果負載高于這個值時，用戶就會受到較大的干擾，服務(wù)質(zhì)量會有大幅度的下降；小區(qū)覆蓋范圍就會有所減少，并最終出現(xiàn)覆蓋的盲點。所以，如何進行合理的布置，選擇合適的參數(shù)，使得所有的用戶需求得到滿足，是當前無線傳感無線規(guī)劃迫切要解決的問題。

2.2 軟切換

軟切換是無線傳感系統(tǒng)獨有的，軟切換技術(shù)可以使小區(qū)邊緣用戶的服務(wù)質(zhì)量有保證。過高的軟切換會給系統(tǒng)帶來較大的浪費，使能享受到該用戶的數(shù)量有所下降。

2.3 導(dǎo)頻

導(dǎo)頻對無線傳感系統(tǒng)是極其重要的。移動臺在使用導(dǎo)頻時會區(qū)分基站，而在判斷導(dǎo)頻過程當中，由于相同導(dǎo)頻的相位和導(dǎo)頻的使用距離存在一定關(guān)系，相同導(dǎo)頻所對應(yīng)的使用距離和相鄰導(dǎo)頻間的距離若出現(xiàn)偏差，將直接影響到移動臺對導(dǎo)頻型號的判定，甚至無法判定導(dǎo)頻到底是來自相同基站還會不同基站；如果在搜索導(dǎo)頻是頻率范圍的設(shè)置不恰當，一方面可能使移動臺無法判定導(dǎo)頻到底是來自相同基站還是不同基站，另一方面一些位于偏遠地段的移動臺（如小區(qū)邊沿的移動臺）很可能無法接收到一些導(dǎo)頻信號。

3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋的優(yōu)化策略

3.1 前向鏈路干擾

如果有前向鏈路干擾，各指標的顯示結(jié)果為：前向FER高（大于6%），Ec/lo低（小于-11dB），Tx正常（小于+16dBm），Rx較好（大于-96dBm）。出現(xiàn)這一情況的主要原因有：

⑴鄰集列表丟失。若PN不僅在候選集中存在，而且還發(fā)送PSMM消息，移動臺往往就無法開展軟切換工作。此時，該PN將對前向鏈路形成一定的阻礙，從而導(dǎo)致目前激活PN的前向FER和Ec/Io都會有一定的下降，并出現(xiàn)掉話現(xiàn)象。因為傳播時延未被搜索到，移動臺無法將這個強導(dǎo)頻向服務(wù)基站報告，所以無法進行軟切換。而此時，該導(dǎo)頻屬于干擾源。我們對此問題的解決措施是：1）將該PN放入激活扇區(qū)的鄰集列表內(nèi)；2）若該PN已經(jīng)在鄰集列表內(nèi)，就要擴大搜索框，提升其優(yōu)先級。

⑵突發(fā)強PN干擾。在軟切換發(fā)生期間，往往會出現(xiàn)這種情況。如果移動臺在BTSA的某扇區(qū)覆蓋區(qū)中行進，PN1常常會被地形和建筑物阻擋。這時移動臺就會查找到一個很好的導(dǎo)頻PN2，同時發(fā)出請求把它添加到激活集里。同時，PN1突然從原來的阻擋中出現(xiàn)，PN2的信號將會受到PNl的巨大功率所阻擋。然而，在該PN加到激活集前，前向FER和Ec/Io的性能會出現(xiàn)下降并出現(xiàn)掉話現(xiàn)象，具體如圖1所示。

根據(jù)這一情況，我們主要采用的解決方案是引入軟切換，從而使突發(fā)強PN干擾小區(qū)逐步消除，具體可以用以下幾種措施：

1）增大導(dǎo)頻功率，使突發(fā)PN可以進行軟切換。

2）調(diào)整天線方向角、導(dǎo)頻功率等，把信號反射至原來的阻擋區(qū)域，從而達到覆蓋的目的。

3.2 導(dǎo)頻信號功率不足

在實際施工中，因為導(dǎo)頻信號功率不足而造成覆蓋時，各指標往往會是：前向FER高（大于6%）；Ec/Io低（小于-11dB）；TX較高（大于+16dB）。然而，在此情形下，幾乎無法接收到導(dǎo)頻信號表明已經(jīng)不存在系統(tǒng)丟失了，Rx的值不穩(wěn)定。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的主要原因是：⑴切換失?。虎撇东@失?。阂苿优_在捕獲多徑導(dǎo)頻信號時，沒有接收到較強的信號。這一問題主要是由于在捕獲導(dǎo)頻過程中，搜索范圍過小而前向干擾又較大造成的；為了解決信號覆蓋問題，我們采取的主要措施如下：1）我們知道，服務(wù)基站的發(fā)射功率的大小，一定層度上決定了接收范圍的大小，以每步長增加2dB的方式設(shè)置最核心的服務(wù)基站的發(fā)射功率是常用的措施之一。缺點就是如果小區(qū)的面積相對較小，那么以每步長2dB進行設(shè)置，服務(wù)基站的發(fā)射功率增幅較小，并不一定能滿足要求；2）為了增加接收端能夠收到的信號，除了增加發(fā)射功率外，還可以增大天線增益和調(diào)節(jié)天線的方向角，但是改變天線的方向角后，其他地區(qū)信號必然收到影響。

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