專利名稱：一種充分利用實(shí)測數(shù)據(jù)的無線信號場強(qiáng)預(yù)測及網(wǎng)絡(luò)覆蓋地圖繪制的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線技術(shù)領(lǐng)域。尤其涉及一種無線網(wǎng)絡(luò)信號強(qiáng)度預(yù)測，以及無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋分 布地圖繪制的方法。
背景技術(shù)：
無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋地圖，是通過在地圖上用不同的顏色，表示無線網(wǎng)絡(luò)中不同小區(qū)(cell)的 覆蓋情況，包括覆蓋哪些區(qū)域，以及覆蓋區(qū)域的信號強(qiáng)度。高精度的覆蓋地圖是無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu) 化的重要依據(jù)，它可以直觀、清晰地呈現(xiàn)出小區(qū)覆蓋情況和許多可能存在的問題，是為改善 無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的利用率，保證網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的有力的科學(xué)化工具。
覆蓋地圖的繪制是從點(diǎn)到面的過程。在沒有覆蓋地圖時(shí)，只有各個(gè)孤立的、位于不同地 點(diǎn)的實(shí)測數(shù)據(jù)(即路測掃頻數(shù)據(jù))，通過的預(yù)測技術(shù)，來預(yù)測其他沒有路測數(shù)據(jù)地點(diǎn)處的信號 強(qiáng)度，從而獲取整個(gè)城巿區(qū)域的"面"上的覆蓋分布情況。最后，通過地理信息系統(tǒng)(GIS) 技術(shù)，將結(jié)果直觀地呈現(xiàn)在地圖上。
目前，國內(nèi)外預(yù)測無線傳播場強(qiáng)和繪制覆蓋地圖的方法主要分為三種經(jīng)驗(yàn)性方法(如 0kumura-Hata模型)、半確定方法(如Ikegami-Walf isch模型)和確定性方法(如射線追蹤法)。 經(jīng)驗(yàn)性方法主要用實(shí)測數(shù)據(jù)來估計(jì)模型參數(shù)，不考慮繞射和反射，實(shí)現(xiàn)相對簡單，預(yù)測快速， 可以在宏蜂窩尺度上大規(guī)模使用，但精度較低。確定性方法如射線追蹤法則通過根據(jù)3D地圖 上的建筑物特征和分布情況，追蹤每條無線電波的傳播路徑和損耗，從而達(dá)到更好的預(yù)測精 度。半確定方法對特定的樓群(由尺寸、形狀、高度、間隔、方向基本相同的樓組成)處的 射線傳播進(jìn)行了簡化。
場強(qiáng)預(yù)測技術(shù)是覆蓋地圖繪制的技術(shù)核心，預(yù)測精度直接決定了覆蓋地圖的精度和質(zhì)量。 上面提到的三類預(yù)測方法各有其缺點(diǎn)
傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)性方法主要用實(shí)測數(shù)據(jù)來估計(jì)模型參數(shù)，沒有考慮繞射與反射，也未充分考 慮地貌影響，雖然計(jì)算快速，但精確度無法達(dá)到較高水平。半確定性方法主要針對間隔、方 向和高度基本相同的樓群進(jìn)行分析研究，而這種樓群特征并不符合各城巿樓群的實(shí)際特征。 確定性方法的計(jì)算成本高昂，無法大規(guī)模采用。同時(shí)，它還需要非常豐富精準(zhǔn)的各類參數(shù)， 包括不同建筑材料的樓群和不同地貌的繞射反射參數(shù)，甚至包括不同天氣狀況下的大氣折射 率，對城巿建設(shè)日新月異、天氣變化比較頻繁的城巿來說，這些數(shù)據(jù)很難取得和保持及時(shí)有 效的更新，因此，射線追蹤方法的預(yù)測精度將受到很大影響
發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明立足于經(jīng)驗(yàn)性方法，通過補(bǔ)充手段來提高預(yù)測精度。 對傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)性方法的進(jìn)一步分析表明
1) 傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)型方法不考慮地形地貌影響。這是經(jīng)驗(yàn)型方法預(yù)測精度不高的根本原因。
2) 傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)性方法對實(shí)測數(shù)據(jù)的利用是平等的，即與路測密度無關(guān)。當(dāng)某一片區(qū)域路測 點(diǎn)很密時(shí)，傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)型方法難以有效減小在此區(qū)域的預(yù)測誤差。
3) —些傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)型方法雖然利用地形校正因子描述地形地貌效應(yīng)，但由于校正因子是 無方向的，對所有小區(qū)(天線)相同的，在覆蓋圖繪制上，小區(qū)的地形校正因子會互相抵消， 結(jié)果，雖然場強(qiáng)預(yù)測精度提高了，但是對覆蓋圖的校正作用卻很小。(本文檔中稱其為同向同 性問題)
針對此，本發(fā)明使用模式識別技術(shù)，有差別地、更充分地使用實(shí)測數(shù)據(jù)。通過對每個(gè)小 區(qū)(即天線)各自不同的片區(qū)劃分方法，能夠反映出小區(qū)周圍不同地形地貌的不同影響，并 消除同向同性問題；對于路測密度越高的地域，片區(qū)劃分密度越大，進(jìn)一步提高預(yù)測精度； 同時(shí)，對饒射和反射效果進(jìn)行簡化的預(yù)測，進(jìn)一步考慮地形地貌影響和消除同向同性問題。
本發(fā)明提供一種充分利用實(shí)測數(shù)據(jù)的無線信號場強(qiáng)預(yù)測和網(wǎng)絡(luò)覆蓋地圖的繪制方法，其 包括以下步驟
A) 讀入掃頻數(shù)據(jù)和基站/小區(qū)參數(shù)(技參表數(shù)據(jù))；
B) 對掃頻數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；
C) 對每個(gè)小區(qū)的周邊區(qū)域，進(jìn)行片區(qū)的自適應(yīng)劃分；
D) 對每個(gè)片區(qū)，建立其場強(qiáng)預(yù)測模型；
E) 讀入地圖數(shù)據(jù)；
F) 將目標(biāo)城巿地圖進(jìn)行網(wǎng)格化； —
G) 根據(jù)掃頻數(shù)據(jù)和地圖數(shù)據(jù)中的地形地貌，估計(jì)饒射和反射的參數(shù)，并計(jì)算各網(wǎng)格中繞 射和反射的損耗值；
H) 根據(jù)地圖數(shù)據(jù)，自動判斷地理類型，并計(jì)算所有網(wǎng)格的地形校正因子；
I) 根據(jù)步驟D、 G、 H的結(jié)果，預(yù)測所有網(wǎng)格中，各個(gè)小區(qū)的場強(qiáng)值，從而得到每個(gè)網(wǎng)格 的主覆蓋小區(qū)。
其中，所述掃頻數(shù)據(jù)包括每個(gè)數(shù)據(jù)的測量地點(diǎn)(經(jīng)緯度)，BSIC, BCCH，測量值，測量時(shí) 間等，所述技參表數(shù)據(jù)包括每個(gè)小區(qū)的Cell —ID,經(jīng)緯度，BCCH, BSIC，天線高度、發(fā)射功 率，天線增益、天線類型，水平方位角，下傾角，是否微蜂窩天線等。
其中，對掃頻數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括剔除明顯不合理的路測數(shù)據(jù)，為每個(gè)掃測數(shù)據(jù)按 BCCH(頻點(diǎn))和BSIC (色碼)尋找其歸屬小區(qū)，以及繞射和反射效應(yīng)的預(yù)矯正等。
其中，所述預(yù)矯正是一個(gè)消除和參數(shù)估計(jì)的反復(fù)迭帶過程。
5其中，在步驟C中，所述劃分可以有按角度劃分、按角度+徑向劃分、按地形走向劃分等, 盡可能讓片區(qū)內(nèi)的地形地貌都相同或相近。
其中，在無路掃頻測點(diǎn)或測點(diǎn)稀疏處，片區(qū)的尺寸較大，劃分比較稀疏；在掃頻測點(diǎn)密 集處，片區(qū)的尺寸較小，劃分比較密集。
其中，在步驟D中，根據(jù)矩陣形式的最小二乘法，估計(jì)每個(gè)片區(qū)的模型參數(shù)，對于沒有
掃頻數(shù)據(jù)的片區(qū)，其參數(shù)由周邊片區(qū)的參數(shù)擬合得到。
其中，所述地圖數(shù)據(jù)包括每棟樓的形狀、高度，馬路的形狀、朝向、寬度，江河湖泊的 形狀，山地的等高線等，均為矢量地圖數(shù)據(jù)。


附圖1是本發(fā)明的技術(shù)方案的流程附圖2是天河體育中心一帶繞射損耗和反射示意附圖3是天河體育中心一帶樓群密度的地理分布；
附圖4是實(shí)現(xiàn)本發(fā)明方法的具體系統(tǒng)的詳細(xì)流程附圖5是繞射衰減的簡化公式中6和db的關(guān)系示意附圖6是反射效應(yīng)示意附圖7是自適應(yīng)片區(qū)分劃的模型建立和場強(qiáng)預(yù)測示意附圖8是經(jīng)驗(yàn)性簡化繞射模型的訓(xùn)練和應(yīng)用流程附圖9是基于實(shí)測數(shù)據(jù)的無線電波反射效應(yīng)的建模和應(yīng)用流程圖;
附圖io是地理類型自動識別流程圖。
具體實(shí)施例方式
如附圖1所示，本發(fā)明提供了一種充分利用實(shí)測數(shù)據(jù)的無線信號場強(qiáng)預(yù)測和網(wǎng)絡(luò)覆蓋地 圖的繪制方法，其包括如下步驟
步驟l:讀入掃頻數(shù)據(jù)和技參表。掃頻數(shù)據(jù)包括每個(gè)數(shù)據(jù)的測量地點(diǎn)(經(jīng)絳度)，BSIC， BCCH，測量值，測量時(shí)間等。技參表數(shù)據(jù)包括每個(gè)小區(qū)的Cell-ID，經(jīng)煒度，BCCH, BSIC， 天線高度、發(fā)射功率，天線增益、天線類型，水平方位角，下傾角，是否微蜂窩天線等。
步驟二包括剔除明顯不合理的路測數(shù)據(jù)，為每個(gè)掃測數(shù)據(jù)按BCCH(頻點(diǎn))和BSIC (色 碼)尋找其歸屬小區(qū)，以及繞射和反射效應(yīng)的預(yù)矯正等。進(jìn)行預(yù)矯正的理由是，掃頻數(shù)據(jù)已 經(jīng)包含了可能的繞射和反射的效果，所以要把這些效果先消除，才能對繞射和反射的簡化方 法進(jìn)行正確的參數(shù)估計(jì)。由于需要消除的繞射和反射效果有賴于正確的參數(shù)估計(jì)，所以實(shí)際
的預(yù)矯正是一個(gè)消除和參數(shù)估計(jì)的反復(fù)迭帶過程。步驟三對每個(gè)小區(qū)的周邊區(qū)域，進(jìn)行片區(qū)的自適應(yīng)劃分。將每個(gè)小區(qū)的周邊區(qū)域(360 度范圍)劃分為多個(gè)片區(qū)。劃分方法可以有按角度劃分、按角度+徑向劃分、按地形走向劃分 等。劃分的原則是盡可能讓片區(qū)內(nèi)的地形地貌都相同或相近。這樣，小區(qū)周邊不同位置的地 形地貌因素，就被吸收進(jìn)該位置的片區(qū)中。從而，整個(gè)預(yù)測相當(dāng)于考慮了地形地貌因素，大 大提髙了預(yù)測精度。
此外，片區(qū)劃分的密度是按照掃頻數(shù)據(jù)的密度自適應(yīng)變化的。在無路掃頻測點(diǎn)或測點(diǎn)稀 疏處，片區(qū)的尺寸較大，劃分比較稀疏，以減少無掃頻測點(diǎn)的空白片區(qū)，增加預(yù)測結(jié)果的可 靠性；在掃頻測點(diǎn)密集處，片區(qū)的尺寸較小，劃分比較密集，以提高預(yù)測精度。
步驟四對每個(gè)片區(qū)，建立其場強(qiáng)預(yù)測模型。根據(jù)矩陣形式的最小二乘法，估計(jì)每個(gè)片 區(qū)的模型參數(shù)。對于沒有掃頻數(shù)據(jù)的片區(qū)，其參數(shù)由周邊片區(qū)的參數(shù)擬合得到。
步驟五讀入地圖數(shù)據(jù)。地圖數(shù)據(jù)包括每棟樓的形狀、高度，馬路的形狀、朝向、寬度， 江河湖泊的形狀，山地的等高線等，均為矢量地圖數(shù)據(jù)。
步驟六對目標(biāo)城巿地圖進(jìn)行網(wǎng)格化。如對于廣州來說，全區(qū)域約7300平方公里，網(wǎng)格 大小為12.5*12. 5米，則共約4.7千萬個(gè)有效網(wǎng)格。
步驟七根據(jù)掃頻數(shù)據(jù)和地圖數(shù)據(jù)中的地形地貌，估計(jì)饒射和反射的參數(shù)，并計(jì)算各網(wǎng) 格中繞射和反射的損耗。
根據(jù)電磁波的一致性饒射理論(UTD)給出的繞射仿真結(jié)果，可以看到饒射陰影區(qū)的損耗對 角度的關(guān)系近似為直線。由此可以建立提出繞射衰減的簡化計(jì)算公式。通過掃頻數(shù)據(jù)和地圖 數(shù)據(jù)，用最小二乘法估計(jì)出公式參數(shù)值。然后對每個(gè)網(wǎng)格，計(jì)算出每棟建筑物在該網(wǎng)格上饒 射損耗值，該網(wǎng)格的總饒射損耗值，為每棟建筑物產(chǎn)生的饒射損耗的最大值。這是一次饒射 的計(jì)算方法，反復(fù)迭帶可得多次饒射的總損耗值。
圖附2中不同灰度的點(diǎn)也表示了顯著的反射特征。淺色的點(diǎn)表示誤差(實(shí)測值-未計(jì)入反 射時(shí)預(yù)測值)較小，黑點(diǎn)表示誤差較大。可以看到距離較遠(yuǎn)處，誤差較大。這可以清晰地表示 出，誤差由反射增益帶來，該馬路對目標(biāo)小區(qū)來說是一個(gè)反射效應(yīng)顯著的區(qū)域。
通過加入饒射和反射的效應(yīng)計(jì)算，預(yù)測精度可以進(jìn)一步提高，'同時(shí)同向同性問題得到進(jìn) 一步緩解。
步驟八根據(jù)地圖數(shù)據(jù)，自動判斷地理類型，并計(jì)算所有網(wǎng)格的地形校正因子。本發(fā)明 通過樓群的空間分析，得到樓群密度地理分布圖，從而自動對每個(gè)地圖的網(wǎng)格，判斷屬于城 巿密集區(qū)、亞密集區(qū)、開闊區(qū)還是城中村，而無需如其他同類產(chǎn)品一樣，使用特制的地形圖。 通過對不同地理類型給與不同的場強(qiáng)校正因子，預(yù)測精度得到進(jìn)一步提高。
圖3給出了廣州天河體育中心一帶的樓群密度的分布。綠色區(qū)域顯現(xiàn)了樓群密度的空間 分析的結(jié)果，結(jié)果顯現(xiàn)出清晰的開闊地與鬧巿區(qū)的顯著不同。
本發(fā)明的特征是提出了以下五點(diǎn)創(chuàng)新的改進(jìn)技術(shù)
l.片區(qū)劃分技術(shù)。對每個(gè)小區(qū)的周圍區(qū)域進(jìn)行片區(qū)劃分，對不同的片區(qū)獨(dú)立進(jìn)行模型參數(shù)估計(jì)。從而，小 區(qū)周圍不同的地形地貌影響可以被片區(qū)所區(qū)分，顯著提高了預(yù)測精度。同時(shí)，因?yàn)椴煌男?區(qū)的片區(qū)劃分是不同的，同向同性問題得以在很大程度上消除。
2. 片區(qū)劃分的自適應(yīng)技術(shù)。
考慮到實(shí)際的路測點(diǎn)疏密程度在不同的地域上是不同的，本發(fā)明在路測點(diǎn)密集的地帶，
片區(qū)比較小，劃分比較密集，從而能進(jìn)一步提高預(yù)測精度；在路測點(diǎn)稀疏的地帶，片區(qū)比較
大，劃分比較稀疏，從而能保證整個(gè)場強(qiáng)預(yù)測系統(tǒng)的可靠性。
3. 實(shí)施無線電波的繞射效果的簡化計(jì)算。
傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)性方法不考慮電磁波饒射，這是其精度較低的原因之一。本發(fā)明提出并實(shí)施 了一種對饒射的簡化計(jì)算方法，來進(jìn)一步提髙預(yù)測精度。另外，與確定性方法中復(fù)雜而緩慢 的繞射計(jì)算不同的是，本發(fā)明中的饒射計(jì)算方法非常簡單，計(jì)算相對快速，其參數(shù)可以根據(jù) 實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，從而可以基本適用于目標(biāo)城巿中大部分樓群和地貌。
4. 實(shí)施無線電波的反射效果的簡化計(jì)算。
傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)性方法不考慮電磁波在建筑物之間的反射，這是其精度較低的原因之一。本 發(fā)明提出并實(shí)施了一種對反射效果的簡化計(jì)算方法，來進(jìn)一步提高預(yù)測精度。與確定性方法 中復(fù)雜和緩慢的反射計(jì)算不同的是，本發(fā)明的反射效果計(jì)算簡單，其參數(shù)可以根據(jù)實(shí)測數(shù)據(jù) 進(jìn)行修正，從而可以基本適用于目標(biāo)城巿中大部分樓群和地貌。
5. 自動判斷地形技術(shù)。
在國外主流覆蓋地圖商業(yè)軟件中，往往需要根據(jù)地形進(jìn)行校正，而地形(如城巿密集區(qū)、 亞密集區(qū)、開闊區(qū)等)數(shù)據(jù)的讀入需要特制的地圖。本發(fā)明使用地理分析方法，對現(xiàn)有的樓 高地圖進(jìn)行分析，可以自動判斷城巿密集區(qū)、亞密集區(qū)、開闊區(qū)等區(qū)域，從而不需要特制的 地圖，顯著減小了地圖方面的成本。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的具體系統(tǒng)的詳細(xì)流程圖如圖4所示。在執(zhí)行上述技術(shù)方案的步驟一 (讀入 實(shí)測數(shù)據(jù)和技參表)和步驟二 (數(shù)據(jù)預(yù)處理)后，按照指定的聚類算法，將所有實(shí)測數(shù)據(jù)分 為多類。系統(tǒng)支持多種聚類方法，推薦的聚類法為自適應(yīng)聚類(即上述技術(shù)方案中所述的"自 適應(yīng)的片區(qū)分劃"技術(shù))。在每一聚類中，用實(shí)測數(shù)據(jù)估計(jì)模型參數(shù)。從而完成模型訓(xùn)練過程。 繪制覆蓋圖時(shí)，對于每個(gè)計(jì)網(wǎng)格，判斷其所屬的聚類，通過此聚類的參數(shù)計(jì)算出場強(qiáng)值。每 個(gè)網(wǎng)格的場強(qiáng)最大的小區(qū)，為此網(wǎng)格的主覆蓋小區(qū)。從而可以繪制出覆蓋地圖。雖然計(jì)算快 速，但由于網(wǎng)格非常多，所以計(jì)算引擎中引入了并行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果保存在數(shù)據(jù)庫中，在自 行開發(fā)的webgis系統(tǒng)中展現(xiàn)，并可轉(zhuǎn)換為合適的數(shù)據(jù)格式，在Maplnfo和Google Earth呈 現(xiàn)，也可通過通用的WMS Service數(shù)據(jù)交換協(xié)議,提供給其他gis軟件或系統(tǒng)訪問和展現(xiàn)。
關(guān)鍵技術(shù)詳細(xì)描述
1.基于對路測數(shù)據(jù)分布密度的自適應(yīng)片區(qū)分劃技術(shù)。
A.把每個(gè)小區(qū)的360度范圍分為若千片區(qū)，每個(gè)片區(qū)作為一個(gè)聚類，估計(jì)一組模型參數(shù)。 這樣，不同角度的地物特征將被吸收進(jìn)相應(yīng)聚類的模型參數(shù)中，從而提高模型的準(zhǔn)確度。B.為提高對實(shí)測數(shù)據(jù)的利用率，聚類張角隨路測密度自適應(yīng)變化在無路測數(shù)據(jù)或路測 數(shù)據(jù)稀疏處，片區(qū)尺寸較大，片區(qū)較稀疏，且大尺寸片區(qū)計(jì)算得到的場強(qiáng)占較高的權(quán)重，以 保證整個(gè)場強(qiáng)預(yù)測結(jié)果的可靠性；在路測點(diǎn)分布密集處，片區(qū)的尺寸較小，片區(qū)較密，且小 尺寸片區(qū)計(jì)算得到的場強(qiáng)值占較高的權(quán)重，從而提髙在路測點(diǎn)密集處的場強(qiáng)預(yù)測精度。
自適應(yīng)片區(qū)分劃的模型建立和場強(qiáng)預(yù)測如附圖7所示。
測試表明，本發(fā)明中，此技術(shù)對提高覆蓋地圖精度起主要的作用。
2.基于實(shí)測數(shù)據(jù)的簡化的無線電波繞射的經(jīng)驗(yàn)公式
理論上的電磁波繞射公式非常復(fù)雜，計(jì)算效率緩慢且要求正確測量建筑物的繞射參數(shù)。 本發(fā)明根據(jù)電磁波一致性繞射(UTD)理論的仿真結(jié)果，提出簡化的繞射衰減的簡化公式。其中 LD為繞射損耗，e和db的含義如附圖5所示，Krl、 Kr3為待定參數(shù)。
Ln =Krl*<9 + Kr2*dk+Kr3
其中Krl、 Kr2與樓和繞射劈尖無關(guān)，Kr3與樓和繞射劈尖的電波通量有關(guān)。本公式只是 一次繞射的經(jīng)驗(yàn)性公式，如能通過LD而計(jì)算電波通量，JiJ公式可以疊代使用，從而能仿真現(xiàn) 實(shí)中電波多次繞射的疊加結(jié)果。
經(jīng)驗(yàn)性簡化繞射模型的訓(xùn)練和應(yīng)用流程如附圖8所示。
3. 基于實(shí)測數(shù)據(jù)的無線電波反射效應(yīng)的建模
本發(fā)明在分析實(shí)測數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)孤樓的反射影響并不顯著。如圖7所示反射效應(yīng)比較明 顯的地方主要出現(xiàn)在當(dāng)小區(qū)與街道/馬路在同一直線上時(shí)，由于疊加的反射，信號強(qiáng)度比無 發(fā)射時(shí)有明顯增強(qiáng)，增強(qiáng)量與距離成正比。從而可以對此種情形提出如下的模型公式
LR=Kr4*lg(d) + Kr5
其中d是計(jì)算點(diǎn)到天線的水平距離。Kr4和Kr5是待定參數(shù)，通過路測數(shù)據(jù)來進(jìn)行估計(jì)。 基于實(shí)測數(shù)據(jù)的無線電波反射效應(yīng)的建模和應(yīng)用流程如附圖9所示。
4. 多種地理類型的自動判別
通過樓群的空間分析，通過對樓的空間分析，自動判斷城巿密集區(qū)、亞密集區(qū)、開闊區(qū) 和城中村，從而不需要特別的地形圖。對每個(gè)網(wǎng)格判斷地理類型，并按照地理類型給予不同 的地形校正校正因子，可以提高場強(qiáng)預(yù)測的精度。
地理類擎自動識別流程如附圖10所示。
(1) 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，用片區(qū)分劃、計(jì)算繞射和反射效應(yīng)等方法，來處理不同地 域的地形地物因素的影響，提髙了預(yù)測的精度。
(2) 經(jīng)驗(yàn)性的場強(qiáng)預(yù)測方法不考慮掃頻數(shù)據(jù)的地理分布疏密程度，而本發(fā)明則根據(jù)路測 的疏密程度，自適應(yīng)地調(diào)整片區(qū)分劃的密度，在保證預(yù)測可靠性的同時(shí)，提髙了實(shí)測數(shù)據(jù)密
9集區(qū)域的預(yù)測精度。
(3) 準(zhǔn)確的場強(qiáng)預(yù)測到準(zhǔn)確的覆蓋地圖之間還存在同向同性問題。本發(fā)明采用片區(qū)分劃、 計(jì)算繞射和反射效應(yīng)等方法，在提高預(yù)測精度的同時(shí)，也可以大大消除同向同性問題。
(4) 與場強(qiáng)預(yù)測的半確定方法和確定性方法相比，本發(fā)明因充分利用了實(shí)測數(shù)據(jù)，具有 計(jì)算快速，更符合目標(biāo)城巿實(shí)際情況等的優(yōu)點(diǎn)。
(5) 可以自動判斷網(wǎng)格所在的地理區(qū)域類型，省去特制地圖。
權(quán)利要求
1.一種充分利用實(shí)測數(shù)據(jù)的無線信號場強(qiáng)預(yù)測和網(wǎng)絡(luò)覆蓋地圖的繪制方法，其包括以下步驟A)讀入掃頻數(shù)據(jù)和基站/小區(qū)參數(shù)(技參表數(shù)據(jù))；B)對掃頻數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；C)對每個(gè)小區(qū)的周邊區(qū)域，進(jìn)行片區(qū)的自適應(yīng)劃分；D)對每個(gè)片區(qū)，建立其場強(qiáng)預(yù)測模型；E)讀入地圖數(shù)據(jù)；F)將目標(biāo)城市地圖進(jìn)行網(wǎng)格化；G)根據(jù)掃頻數(shù)據(jù)和地圖數(shù)據(jù)中的地形地貌，估計(jì)繞射和反射的參數(shù)，并計(jì)算各網(wǎng)格中繞射和反射的損耗值；H)根據(jù)地圖數(shù)據(jù)，自動判斷地理類型，并計(jì)算所有網(wǎng)格的地形校正因子；I)根據(jù)步驟D、G、H的結(jié)果，預(yù)測所有網(wǎng)格中，各個(gè)小區(qū)的場強(qiáng)值，從而得到每個(gè)網(wǎng)格的主覆蓋小區(qū)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述掃頻數(shù)據(jù)包括每個(gè)數(shù)據(jù)的測量地點(diǎn)(經(jīng)緯度)，BSIC， BCCH，測量值，測量時(shí)間等，所述技參表數(shù)據(jù)包括每個(gè)小區(qū)的Cell-ID,經(jīng)煒度，BCCH， BSIC, 天線高度、發(fā)射功率，天線增益、天線類型，水平方位角，下傾角，是否微蜂窩天線等。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，對掃頻數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理包括剔除明顯不合理的路測數(shù)據(jù)；為每個(gè)掃測數(shù)據(jù)按BCCH(頻點(diǎn))和BSIC (色碼)尋找其歸屬小區(qū)； 以及繞射和反射效應(yīng)的預(yù)矯正等。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述預(yù)矯正是一個(gè)消除和參數(shù)估計(jì)的反復(fù)迭帶過程。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其中，在步驟C中，所述劃分可以有按角度劃分、按角度+徑向 劃分、按地形走向劃分等，盡可能讓片區(qū)內(nèi)的地形地貌都相同或相近。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，在無路掃頻測點(diǎn)或測點(diǎn)稀疏處，片區(qū)的尺寸較大，劃分 比較稀疏；在掃頻測點(diǎn)密集處，片區(qū)的尺寸較小，劃分比較密集。
7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其中，在步驟D中，根據(jù)矩陣形式的最小二乘法，估計(jì)每個(gè)片 區(qū)的模型參數(shù)，對于沒有掃頻數(shù)據(jù)的片區(qū)，其參數(shù)由周邊片區(qū)的參數(shù)擬合得到。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述地圖數(shù)據(jù)包括每棟樓的形狀、髙度，馬路的形狀、 朝向、寬度，江河湖泊的形狀，山地的等高線等，均為矢量地圖數(shù)據(jù)。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其中，在步驟G中，利用繞射損耗與繞射角的近似線性關(guān)系直 接計(jì)算饒射損耗。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，在步驟G中，利用反射效應(yīng)顯著區(qū)域內(nèi)，反射損耗與距離的對數(shù)的近似線性關(guān)系計(jì)算反射損耗，建筑物的反射系數(shù)根據(jù)掃頻數(shù)據(jù)修正。
全文摘要
本發(fā)明使用模式識別技術(shù)，有差別地、更充分地使用實(shí)測數(shù)據(jù)。通過對每個(gè)小區(qū)(即天線)各自不同的片區(qū)劃分方法，能夠反映出小區(qū)周圍不同地形地貌的不同影響，并消除同向同性問題；對于路測密度越高的地域，片區(qū)劃分密度越大，進(jìn)一步提高預(yù)測精度；同時(shí)，對饒射和反射效果進(jìn)行簡化的預(yù)測，進(jìn)一步考慮地形地貌影響和消除同向同性問題。
文檔編號H04W24/00GK101621825SQ20081021928
公開日2010年1月6日 申請日期2008年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月21日
發(fā)明者勁 盧, 張建輝, 李少斌, 李志堅(jiān), 許汝鵬, 海 黃 申請人:中國移動通信集團(tuán)廣東有限公司