[发明专利]一种LPWA网络的网络规划方法

说明书

本发明适用于无线通信领域中的网络规划技术，提供了一种LPWA网络的网络规划方法，该方法包括：规划区域的空间地理信息采集，基站候选区域及候选点确定，基站候选点与设备关联度计算方法，入网规划方法，设备最佳参数计算方法，以及基站优化合并方法。本发明在网络规划过程中融合了空间地理信息数据，从而可以应对复杂地理场景下的网络规划。

技术领域

本发明属于无线通信领域中的网络规划技术，尤其涉及一种低功耗广域(LPWA)网络的网络规划方法。

背景技术

随着国民经济的腾飞和科学技术的发展，近几年在无线通信领域发生了深刻的技术变革。从传统的GSM和蓝牙技术在手机通信中的应用，到新一代的NB-IoT，LoRa，Zigbee在物联网领域的应用，无线通信领域中涌现了种类极其丰富的接入技术，应用方法和业务种类。为了应对种类繁多，场景复杂的无线通信模式和环境，采用科学的方法对无线通信网络进行规划是高效设计和部署无线通信网络的基础。

在传统的移动通信领域，大多数网络规划方法集中在手持移动终端的通信网络规划上。该领域通常使用Okumura-Hata模型作为无线传输损耗模型的基础，同时使用蜂窝六边形作为信号覆盖计算模型的假设。以上方法尽管在移动通信领域应用广泛，但在低功耗广域网络的实际应用中无法取得良好的效果。首先，两者的终端移动性存在差异。传统的移动通信网络规划方法主要考虑终端的漫游问题，需要保证终端漫游到另一区域时通信不中断。而低功耗广域网络大多应用在静止物体的管理和监控中，如水表，井盖，配电箱等设施以及温度，压力，震动等传感器。节点的移动并不是后者进行网络规划的主要考虑因素。其次，两者的节点接入数量和信道占用时间存在差异。传统的移动通信网络单一信道的终端接入数量大约为数十到数百，同时终端使用信道的时间长度与终端的通话时长有直接关系，往往在几分钟到几小时不等。相反，低功耗广域网络则需要接入大量的终端设备，但单个终端的信道占用时长很短。例如，一栋高层写字楼的火灾报警器数量可能有几千个，但在正常情况下每个火灾报警器并不会长期占用信道，其通信周期通常以数小时为单位，且每次信道占用时间仅为几十毫秒。最后，低功耗广域网络需要在更加复杂的地理环境中规划网络。传统的移动通信网络主要为社会提供通信服务，通常安装于人流到达的区域，如城市，乡村，道路等。但低功耗广域网络则会应用于环境监测，灾害报警，石油勘探，地质测量等专业领域，部署地点可能在人迹罕至的地方，如野外，山丘，戈壁，沙漠等区域。其面临的复杂环境挑战远超出传统的无线网络规划所考虑的范畴。

因此，改进传统移动通信的网络规划技术，采用符合低功耗广域网络特点的网络规划方法是必要的。

发明内容

本发明实施例提供一种LPWA网络的网络规划方法，旨在解决背景技术中提及的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于空间地理信息数据的网络规划方法，所述方法包括以下步骤：

1)获取网络规划区域的空间地理信息数据；

2)根据空间地理信息和设备参数，使用方法A确定基站的候选区域；

3)实地勘探基站候选区域，确定基站候选点坐标及其参数列表；

4)使用方法B遍历候选点与设备参数，获得每个设备与每个基站的关联系数集合R_nm；

5)判断设备是否可被规划入网，若关联系数R_m1则认为该设备可以被规划至当前网络中，若关联系数R_m≤1则认为该设备参数无法被规划至当前网络中，需要使用方法C计算最佳的设备参数；

6)使用方法D进行基站合并优化，完成规划。

其中，方法A可以划分为如下步骤：

1.1计算所需基站数量的估计区间；

1.2计算每个基站的候选区域范围；

其中，步骤1.1的计算步骤如下：