无线传感网络覆盖优化策略

李旸园 张娓娓 陈绥阳

摘 要：长期以来，网络规划与集约化在移动通信的建设和维护中都是比较重要的组成部分。进行了合理的网络规划与优化可以保证网络在时间与时间得到较大程度的覆盖。为此，在本文中，笔者主要是以无线传感网络服务质量有关的无线网络规划、优化等一些突出问题，进行了深入的讨论。

关键词：无线传感；网络覆盖；优化；策略

1 引言

无线网络规划主要是指以网络建设为基础的整座竞卖，主要是对无线传感的覆盖目标展开设计，同时为该目的所进行的基站位置和配置的设计。这一过程主要有覆盖目标、容量目标、成本目标等多方面的内容。一些系统采用了无线传感技术，较之于GSM技术，优势明显，特别是在容量方面，如果配上相同频率的资源，前者容量往往是后面的好几倍。

2 无线传感无线网络覆盖优化的必要性分析

2.1 网络负载变化异常

无线传感属于一个干扰受到较大局限的系统，干扰水平的增大将会对系统容量造成直接的影响，也对系统提供的服务质量造成了一定的影响。通过我们研究，发现如果要保持系统性能稳定，负载要保持在60%-70%之间。如果负载高于这个值时，用户就会受到较大的干扰，服务质量会有大幅度的下降；小区覆盖范围就会有所减少，并最终出现覆盖的盲点。所以，如何进行合理的布置，选择合适的参数，使得所有的用户需求得到满足，是当前无线传感无线规划迫切要解决的问题。

2.2 软切换

软切换是无线传感系统独有的，软切换技术可以使小区边缘用户的服务质量有保证。过高的软切换会给系统带来较大的浪费，使能享受到该用户的数量有所下降。

2.3 导频

导频对无线传感系统是极其重要的。移动台在使用导频时会区分基站，而在判断导频过程当中，由于相同导频的相位和导频的使用距离存在一定关系，相同导频所对应的使用距离和相邻导频间的距离若出现偏差，将直接影响到移动台对导频型号的判定，甚至无法判定导频到底是来自相同基站还会不同基站；如果在搜索导频是频率范围的设置不恰当，一方面可能使移动台无法判定导频到底是来自相同基站还是不同基站，另一方面一些位于偏远地段的移动台（如小区边沿的移动台）很可能无法接收到一些导频信号。

3 无线传感网络覆盖的优化策略

3.1 前向链路干扰

如果有前向链路干扰，各指标的显示结果为：前向FER高（大于6%），Ec/lo低（小于-11dB），Tx正常（小于+16dBm），Rx较好（大于-96dBm）。出现这一情况的主要原因有：

⑴邻集列表丢失。若PN不仅在候选集中存在，而且还发送PSMM消息，移动台往往就无法开展软切换工作。此时，该PN将对前向链路形成一定的阻碍，从而导致目前激活PN的前向FER和Ec/Io都会有一定的下降，并出现掉话现象。因为传播时延未被搜索到，移动台无法将这个强导频向服务基站报告，所以无法进行软切换。而此时，该导频属于干扰源。我们对此问题的解决措施是：1）将该PN放入激活扇区的邻集列表内；2）若该PN已经在邻集列表内，就要扩大搜索框，提升其优先级。

⑵突发强PN干扰。在软切换发生期间，往往会出现这种情况。如果移动台在BTSA的某扇区覆盖区中行进，PN1常常会被地形和建筑物阻挡。这时移动台就会查找到一个很好的导频PN2，同时发出请求把它添加到激活集里。同时，PN1突然从原来的阻挡中出现，PN2的信号将会受到PNl的巨大功率所阻挡。然而，在该PN加到激活集前，前向FER和Ec/Io的性能会出现下降并出现掉话现象，具体如图1所示。

根据这一情况，我们主要采用的解决方案是引入软切换，从而使突发强PN干扰小区逐步消除，具体可以用以下几种措施：

1）增大导频功率，使突发PN可以进行软切换。

2）调整天线方向角、导频功率等，把信号反射至原来的阻挡区域，从而达到覆盖的目的。

3.2 导频信号功率不足

在实际施工中，因为导频信号功率不足而造成覆盖时，各指标往往会是：前向FER高（大于6%）；Ec/Io低（小于-11dB）；TX较高（大于+16dB）。然而，在此情形下，几乎无法接收到导频信号表明已经不存在系统丢失了，Rx的值不稳定。出现这一现象的主要原因是：⑴切换失败；⑵捕获失败：移动台在捕获多径导频信号时，没有接收到较强的信号。这一问题主要是由于在捕获导频过程中，搜索范围过小而前向干扰又较大造成的；为了解决信号覆盖问题，我们采取的主要措施如下：1）我们知道，服务基站的发射功率的大小，一定层度上决定了接收范围的大小，以每步长增加2dB的方式设置最核心的服务基站的发射功率是常用的措施之一。缺点就是如果小区的面积相对较小，那么以每步长2dB进行设置，服务基站的发射功率增幅较小，并不一定能满足要求；2）为了增加接收端能够收到的信号，除了增加发射功率外，还可以增大天线增益和调节天线的方向角，但是改变天线的方向角后，其他地区信号必然收到影响。

[参考文献]

[1]肖青青.无线传感网络覆盖技术的应用与研究[D].武汉理工大学，2010.

[2]周利民，杨科华，周攀.基于鱼群算法的无线传感网络覆盖优化策略[J].计算机应用研究，2010（06）.

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