一种无线网络的覆盖预测方法、装置及设备与流程

1.本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种无线网络的覆盖预测方法、装置及设备。


背景技术：

2.通过规划工具对无线网络进行覆盖评估，是进行高质量的无线网络规划与优化的重要手段之一。通信技术的各基础指标(例如电平值、干扰、速率)的仿真准确性，是影响覆盖评估准确性的关键。
3.随着移动互联网业务的广泛应用，移动数据流量呈爆炸式增长，据调查，80％的移动数据业务发生在室内，建设室内无线网络已经成为移动运营商满足移动数据业务需求，提高用户满意度的关键，一大批室内分布式系统、直放站、基站拉远、小基站等多种形式的室内覆盖网络应运而生，这些室内覆盖网络与室外宏基站共同组成一个无缝的移动通信网络。现在常用的6ghz以下的频段已经非常拥挤，为寻找新的频谱资源，各大厂商把目光投向更高的频率和更大的带宽，例如毫米波。
4.5g以致未来时代将面临海量连接和超高速率的需求，毫米波技术将重点应用于热点高流量地区扩容。室外，商业步行街区、车站、街道等业务极热点区域已成为毫米波代表性场景。室内，高密度的场馆和室内私有企业场景如音乐会、体育馆也将是毫米波适用之地。然而，由于室内场景复杂，电波非常容易受到各种阻挡，从而导致无线网络的覆盖预测不准确。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的无线网络的覆盖预测方法、装置及设备。
6.根据本发明实施例的一个方面，提供了一种无线网络的覆盖预测方法，所述方法包括：
7.获取仿真区域内人体姿态模型库；
8.根据所述人体姿态模型库，获得终端的三维天线方向图；
9.根据所述终端的三维天线方向图，进行无线网络信号的仿真预测，得到无线网络的覆盖预测结果。
10.根据本发明实施例的另一方面，提供了一种无线网络的覆盖预测装置，包括：
11.第一获取模块，用于获取仿真区域内与终端关联的人体姿态模型；
12.第二获取模块，用于根据所述人体姿态模型，获得三维天线方向图；
13.处理模块，用于根据所述三维天线方向图，进行无线网络信号的仿真预测，得到无线网络的覆盖预测结果。
14.根据本发明实施例的又一方面，提供了一种计算设备，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
15.所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行上述无线网络的覆盖预测方法对应的操作。
16.根据本发明实施例的再一方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如上述无线网络的覆盖预测方法对应的操作。
17.根据本发明上述实施例提供的方案，无线网络的覆盖预测方法可以通过获取仿真区域内人体姿态模型库；根据所述人体姿态模型库，获得终端的三维天线方向图；根据所述终端的三维天线方向图，进行无线网络信号的仿真预测，得到无线网络的覆盖预测结果，由此解决了无法适应以移动数据业务为主的5g室内场景的问题，取得了在仿真过程中同时考虑了人体对天线和多径传播的影响，且能够考虑到毫米波等高频段中因人体所带来的覆盖影响，更好地服务于网络规划和优化的有益效果。
18.上述说明仅是本发明实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明实施例的具体实施方式。
附图说明
19.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明实施例的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
20.图1示出了本发明实施例提供的无线网络的覆盖预测方法的流程图；
21.图2示出了本发明实施例提供的人体姿态模型库中人体模型的站立姿态的示意图；
22.图3示出了本发明实施例提供的人体姿态模型库中人体模型的坐姿姿态的示意图；
23.图4示出了本发明实施例提供的人体姿态模型库中手部模型的单手上网姿态的示意图；
24.图5示出了本发明实施例提供的射线跟踪仿真模型的具体工作流程示意图；
25.图6示出了本发明实施例提供的具体实施例的流程示意图；
26.图7示出了本发明实施例提供的无线网络的覆盖预测装置的结构示意图；
27.图8示出了本发明实施例提供的计算设备的结构示意图。
具体实施方式
28.下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
29.图1示出了本发明实施例提供的无线网络的覆盖预测方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：
30.步骤11，获取仿真区域内人体姿态模型库；
31.步骤12，根据所述人体姿态模型库，获得终端的三维天线方向图；
32.步骤13，根据所述终端的三维天线方向图，进行无线网络信号的仿真预测，得到无线网络的覆盖预测结果。
33.该实施例中，获取仿真区域内的人体姿态模型库，并通过该人体姿态模型库得到终端的三维天线方向图，对终端的三维天线方向图进行无线网络信号的仿真预测，最终得到无线网络的覆盖预测结果；在仿真过程中同时考虑了人体对天线和多径传播的影响，且能够考虑到毫米波等高频段中因人体所带来的覆盖影响，更好地服务于网络规划和优化。
34.该实施例中，步骤11可以包括：
35.步骤111，根据所述仿真区域内，终端的密度以及人体位姿概率信息，获取人体姿态模型库。其中，所述人体姿态模型库包括：与终端关联的人体姿态模型以及与终端非关联的人体姿态模型。
36.本实施例中，根据在仿真区域内的终端的密度和人体位姿概率信息，在仿真区域中优选的可以通过cad、make human、poser等计算机图形软件构建并生成对应的人体姿态模型库，并以一定的分辨率大小将该仿真区域划分为至少一个网格，每个网格的中心点分别对应终端所在位置，分辨率大小优选为1m*1m；
37.如图2至图4所示，与终端关联的人体姿态模型可对终端的三维天线方向图和无线网络信号的多径传播产生影响，具体包括：人体模型的站立姿态、人体模型的坐姿姿态、人体模型的行走姿态、手部模型的单手上网姿态、手部模型的双手上网姿态以及手部模型的通话姿态中的至少一种；
38.与终端非关联的人体姿态模型可对无线网络信号的多径传播产生影响，具体包括：人体模型的站立姿态、人体模型的坐姿姿态、人体模型的行走姿态、手部模型的单手上网姿态、手部模型的双手上网姿态、手部模型的通话姿态、手部模型正常状态下的站立时双手自然下垂姿态以及手部模型正常状态下的坐下时双手放置于两腿上的姿态中的至少一种；
39.本发明一可选的实施例中，上述步骤12包括：
40.步骤121，将所述人体姿态模型库以及所述终端的天线方向图，输入时域有限差分仿真模型进行处理，获得所述三维天线方向图。
41.本实施例中，以人体姿态模型库和终端的天线方向图作为输入，输入时域有限差分仿真fdtd模型中，得到三维天线方向图；
42.此外，还可以通过暗室测量的方式，测得三维天线方向图，具体的，测试者手持终端在暗室内进行测量，利用天线方向图的测量方法，可获得实测的三维天线方向图。
43.本发明一可选的实施例中，上述步骤13包括：
44.步骤131，根据与终端关联的人体姿态模型的配置信息、所述三维天线方向图、一预设地理范围内的场景信息以及所述终端的服务基站的参数信息，进行无线网络信号的仿真预测，得到无线网络的覆盖预测结果。
45.其中，所述预设地理范围内的场景信息包括：所述预设地理范围的三维电子地图和/或预设场景模型。
46.图5示出了本发明实施例提供的射线跟踪仿真模型的具体工作流程示意图。如图5所示，这里，步骤131具体实现时，可以包括：
47.步骤1311，将与终端关联的人体姿态模型的配置信息、所述三维天线方向图、一预设地理范围内的场景信息、所述终端的服务基站的参数信息，输入射线跟踪仿真模型进行计算处理，得到路损数据；
48.步骤1312，将所述路损数据、终端的发射功率以及线损数据，输入链路预算模型进行计算处理，得到所述服务基站下所有关联终端的接收功率；
49.步骤1313，根据所述接收功率，得到无线网络的覆盖预测结果。
50.本实施例中，将与终端关联的人体姿态模型的配置信息、所述三维天线方向图、一预设地理范围内的场景信息、所述终端的服务基站的参数信息作为输入信息，输入射线跟踪仿真模型，计算得到路损数据；其中，预设地理范围内的场景信息包括预设地理范围的三维电子地图和/或预设场景模型，预设地理范围的范围大小优选的大于仿真区域的范围大小；比如，预设地理范围可以包括仿真区域在内的室内区域或者包括仿真区域在内的室外区域，当然也可以包括仿真区域在内的室内以及室外区域；
51.以得到的路损数据、线损数据以及终端的发生功率作为输入，通过链路预算模型进行计算处理，可计算出每个服务基站下所有关联终端的接收功率，从而获得无线网络的覆盖预测结果。
52.射线跟踪仿真模型的射线跟踪可基于真实的预设地理范围的场景模型中的物体几何关系，跟踪直射、反射、散射、透射以及衍射等多径传播，并能基于预设地理范围的场景模型中物体的材质信息，依据不同传播模型进行电磁计算，最终实现对真实的预设地理范围的场景模型的传播预测；
53.一个具体的实施例中，可将与终端关联的人体姿态模型的配置信息、三维天线方向图以及一预设地理范围内的场景信息，通过三角化网格法进行剖分，在射线跟踪仿真模型的场景表征模块中分别将其离散成三角形基本面元，使得在几何上融合成一个整体；材料的电磁参数可通过测量或实测校正等方式获得，代入对应的传播模型中最终实现各类多径的电磁计算。
54.图6示出了本发明实施例提供的具体实施例的流程示意图。如图6所示，一个具体的实施例中，通过仿真区域内的终端的密度和人体位姿概率得到与终端关联的人体姿态模型的配置信息和终端的三维天线方向图，结合预设地理范围的三维电子地图和/或预设场景模型以及终端的服务基站的参数信息作为输入，输入至射线跟踪仿真模型中进行计算得到路损数据，将终端的服务基站的参数信息、线损数据和路损数据等数值后代入链路预算模型进行计算得到每个服务基站下所有关联终端的接收功率，进而得到覆盖预测结果。
55.本发明实施例的方案，通过获取仿真区域内人体姿态模型库；根据所述人体姿态模型库，获得终端的三维天线方向图；根据所述终端的三维天线方向图，进行无线网络信号的仿真预测，得到无线网络的覆盖预测结果；解决了无法适应以移动数据业务为主的5g室内场景的问题，实现了在仿真过程中同时考虑了人体对天线和多径传播的影响，且能够考虑到毫米波等高频段中因人体所带来的覆盖影响，更好地服务于网络规划和优化。
56.图7示出了本发明实施例提供的无线网络的覆盖预测装置的结构示意图。如图7所示，该装置70包括：
57.第一获取模块71，用于获取仿真区域内与终端关联的人体姿态模型；
58.第二获取模块72，用于根据所述人体姿态模型，获得三维天线方向图；
integrated circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。计算设备包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个cpu；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个cpu以及一个或多个asic。
79.存储器，用于存放程序。存储器可能包含高速ram存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
80.程序具体可以用于使得处理器执行上述任意方法实施例中的无线网络的覆盖预测方法。程序中各步骤的具体实现可以参见上述无线网络的覆盖预测方法的实施例中的相应步骤和单元中对应的描述，在此不赘述。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的设备和模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程描述，在此不再赘述。
81.在此提供的算法或显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明实施例也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明实施例的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明实施例的最佳实施方式。
82.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
83.类似地，应当理解，为了精简本发明实施例并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明实施例的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
84.本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
85.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
86.本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用
微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明实施例还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明实施例的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
87.应该注意的是上述实施例对本发明实施例进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明实施例可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。上述实施例中的步骤，除有特殊说明外，不应理解为对执行顺序的限定。