專利名稱：基于射頻拉遠系統的多層建筑室內覆蓋鄰區(qū)規(guī)劃方法
技術領域：
本發(fā)明涉及移動通信領域，尤其涉及基于射頻拉遠系統的多層建筑物室內覆蓋的鄰區(qū)規(guī)劃。
背景技術：
隨著城市建設的發(fā)展，建筑物的密度和高度也在不斷增加，并呈現出結構復雜化、 建筑密集化的特點。多層建筑會使來自于室外的無線電磁波產生很大衰減，造成建筑物內部分區(qū)域信號較弱，甚至成為信號盲區(qū)的情況，直接影響手機用戶的網絡質量與服務感受。 為了解決這一問題，在3G移動通信網絡中，主要采用射頻拉遠技術，將傳統的宏基站分離成BBU (基帶單元)和RRU (射頻遠端單元)，即所謂BBU+RRU，通過該方式進行建筑物的室內無線覆蓋。BBU集中放置于機房，通過光纖與分布于建筑中的RRU相連，實現對基帶資源的共享，同時也減少了路徑損耗，保證了傳輸質量，擴大了覆蓋面積。BBU+RRU方式與傳統的以基站為中心的無線覆蓋所產生的鄰區(qū)關系有顯著的不同。這是因為每一 BBU管理多個RRU，每一 RRU相當于一個發(fā)射源，其放置地點不再一定共址。因此，每一 BBU的無線信號覆蓋范圍不能再以規(guī)則的六邊形或圓形來表示，其鄰區(qū)規(guī)劃方法與傳統移動通信網絡的不同。特別是，現有的自動鄰區(qū)規(guī)劃方法都是針對平面區(qū)域的覆蓋，不適宜于解決建筑物內部的立體覆蓋，更沒有一套有效針對射頻拉遠系統的建筑物室內自動鄰區(qū)規(guī)劃方法。目前，在工程中常用的方法是由工程人員根據建筑物的內部結構、 RRU的分布情況、天線朝向，結合自身的規(guī)劃經驗進行人工鄰區(qū)規(guī)劃。然而，由于建筑內部結構復雜，同一小區(qū)中可能有多個RRU等情況，人工方法對鄰區(qū)的判定難以兼顧無線信號傳播的實際情況，很可能出現由于對小區(qū)覆蓋范圍判斷不準確造成的規(guī)劃失誤。而且，過于依賴工程人員的個人經驗，不能保證規(guī)劃質量的穩(wěn)定可靠；其規(guī)劃效率低下，無法適應目前越來越多的高層寫字樓、大型商城、多層停車場等大型建筑物室內無線覆蓋的鄰區(qū)規(guī)劃要求。目前，業(yè)界常用的自動鄰區(qū)規(guī)劃軟件，有ZXPOS CNOl、Enterprise Asset 3G等。 ZXPOS CNOl根據小區(qū)間距規(guī)劃鄰區(qū)，但對于建筑物內部，特別是多層建筑內的小區(qū)無法僅靠平面距離進行區(qū)分，因此無法進行自動鄰區(qū)規(guī)劃。Enterprise Asset3G根據接收到的導頻信號強度作為鄰區(qū)規(guī)劃的門限值，但在多層建筑內部的鄰區(qū)規(guī)劃中，為了防止過于頻繁的鄰區(qū)切換影響通話質量與用戶體驗，必須遵守一些特殊要求，例如不同樓層之間不切換，室內用戶在建筑邊緣地帶不能切換到室外宏蜂窩等，因此也無法進行自動鄰區(qū)規(guī)劃。中國專利200710129504. 3公開一種自動鄰區(qū)規(guī)劃的方法，是針對CDMA/WCDMA網絡多載波小區(qū)的鄰區(qū)規(guī)劃，沒有考慮BBU+RRU方式覆蓋后小區(qū)邊緣的復雜性。中國專利 200710054976. 7公開一種用于移動蜂窩網絡的鄰小區(qū)規(guī)劃方法，提出了將小區(qū)地理信息映射為平面地圖，通過有向三角剖分規(guī)劃鄰區(qū)的方法，也無法直接應用于多層建筑物的室內無線覆蓋場景。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于針對采用BBU+RRU方式的多層建筑物室內無線覆蓋場景，提供一種可實現快速準確地自動鄰區(qū)規(guī)劃的基于射頻拉遠系統的多層建筑室內覆蓋鄰區(qū)規(guī)劃方法。本發(fā)明包括以下步驟1)在規(guī)劃區(qū)域內每一樓層設置柵格采樣點；2)獲取所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)到柵格采樣點的空間距離，對各柵格采樣點關聯的小區(qū)進行第一次篩選；3)獲取所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)到關聯采樣點的覆蓋強度，對各采樣點關聯的小區(qū)列表進行第二次篩選；4)根據第二次篩選后的小區(qū)列表，統計所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)的覆蓋重疊區(qū)域；5)根據所述覆蓋重疊區(qū)域進行初步鄰區(qū)規(guī)劃；6)對初步鄰區(qū)列表進行合法性檢查和后處理，形成鄰區(qū)規(guī)劃列表，完成鄰區(qū)規(guī)劃。在步驟1)中，所述在規(guī)劃區(qū)域內每一樓層設置柵格采樣點可采用以下方法以建筑物每一層樓面劃分柵格，所述柵格的交點為柵格采樣點，以(X，y，ζ)三維坐標表示，室外區(qū)域以(x，y，0)表示，以所述區(qū)域左下角點為原點。在步驟2)中，所述獲取所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)到柵格采樣點的空間距離，可采用以下方法(1)針對室內小區(qū)，在每一層樓面采樣點，利用空間中兩點間距離公式
_9] d = 4(x2-xlf+(y2-yl)2+(Z2-Z1)2計算同層小區(qū)天線到所述采樣點的最短空間距離；(2)對室外小區(qū)，計算其到建筑物入口處采樣點的空間距離。所述對各柵格采樣點關聯的小區(qū)進行第一次篩選，可采用以下方法(1)將所述空間距離與設定的距離門限進行比較；(2)針對室內每一層樓面，建立天線-RRU-小區(qū)與采樣點的關系列表；(3)對其每一采樣點，根據天線有效覆蓋距離，將距所述采樣點的距離大于所述有效覆蓋距離的小區(qū)從所述采樣點的小區(qū)關聯列表中刪除。在步驟幻中，所述獲取所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)到關聯采樣點的覆蓋強度，可采用以下方法(1)每一采樣點根據所述本采樣點關聯的小區(qū)列表，獲取所述小區(qū)距離采樣點最近的天線參數、功率參數；(2)獲取所述區(qū)域的傳播模型；(3)由此計算所述小區(qū)到所述采樣點的覆蓋強度Pn。對所述每一采樣點關聯的小區(qū)列表進行第二次篩選，可采用以下方法(1)設置有效覆蓋強度Pth ；(2)比較Pn與Pth，如果Pn > Pth,則認為該小區(qū)無法覆蓋該采樣點；(3)將所述小區(qū)從本采樣點關聯的小區(qū)列表中刪除；(4)對所述每一采樣點以及所述每一小區(qū)進行所述篩選。在步驟4)中，所述統計所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)的覆蓋重疊區(qū)域，可采用以下方法(1)對所述區(qū)域內的每一小區(qū)，依次以該小區(qū)為源小區(qū)，其他小區(qū)為目標小區(qū)；(2)根據每一采樣點關聯的小區(qū)列表，統計源小區(qū)與各個目標小區(qū)共同覆蓋的采樣點個數，所述個數表示源小區(qū)與目標小區(qū)共同覆蓋的柵格點數，即覆蓋重疊區(qū)域大??；(3)對所述每一小區(qū)進行所述統計。在步驟幻中，所述根據所述覆蓋重疊區(qū)域進行初步鄰區(qū)規(guī)劃，可采用以下方法(1)設置覆蓋重疊區(qū)域門限；(2)設置鄰區(qū)列表個數上限N ；(3)對所述區(qū)域內的每一小區(qū)，依次以該小區(qū)為源小區(qū)，其他小區(qū)為目標小區(qū)；(4)記錄所述覆蓋重疊區(qū)域大于覆蓋重疊區(qū)域門限的目標小區(qū)；(5)以所述目標小區(qū)作為源小區(qū)的鄰區(qū)；(6)對所述每一小區(qū)進行所述規(guī)劃，按所述覆蓋重疊區(qū)域由大到小排序，獲取所述排序的前N位目標小區(qū)，由此得到所述區(qū)域內每一小區(qū)的初始鄰區(qū)列表。在步驟6)中，所述對初步鄰區(qū)列表進行合法性檢查和后處理，可采用以下方法(1)根據建筑室內覆蓋的一般原則，如不同樓層之間不切換；室內用戶盡量用室內RRU覆蓋等，檢查每一 BBU所帶RRU的鄰區(qū)列表，刪除與之不符的小區(qū)；(2)對所述區(qū)域內的每一 BBU，建立并維護一個鄰區(qū)列表。本發(fā)明的優(yōu)點在于根據移動通信系統在多層建筑物室內的覆蓋和切換場景的特點，將鄰區(qū)規(guī)劃的覆蓋距離準則與覆蓋強度準則相結合，用于射頻拉遠系統在建筑物室內的自動鄰區(qū)規(guī)劃，填補了目前國內缺少專用于BBU+RRU方式的多層建筑物室內覆蓋場景的鄰區(qū)規(guī)劃方法的空白，解決了在日益復雜的室內無線環(huán)境中進行良好鄰區(qū)規(guī)劃的技術難題，滿足了快速發(fā)展的城市建設的需要，并具有計算量小、準確度高的優(yōu)點，實現了高效精確的建筑物室內自動鄰區(qū)規(guī)劃。


圖1是自動鄰區(qū)規(guī)劃的基本流程圖。圖2是在規(guī)劃區(qū)域中設置采樣點的流程圖。圖3是進行小區(qū)第一次篩選的流程圖。圖4是進行小區(qū)第二次篩選并生成初步鄰區(qū)列表的流程圖。圖5是對初步鄰區(qū)列表進行合法性檢查和后處理的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例，進一步闡述本發(fā)明的技術方案。參見圖1，為自動鄰區(qū)規(guī)劃的基本流程，包括以下步驟(1)輸入規(guī)劃所需建筑物結構參數、小區(qū)參數、天線參數和傳播模型；(2)在需要進行規(guī)劃的建筑內部區(qū)域設置采樣點；(3)獲取規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)到采樣點的距離；(4)根據天線有效覆蓋距離，篩選各采樣點關聯小區(qū)；(5)獲取各小區(qū)在其關聯采樣點的覆蓋強度；
(6)根據覆蓋強度門限，進一步篩選各采樣點關聯小區(qū)；(7)根據各小區(qū)的重疊覆蓋區(qū)域及其大小，確定初步鄰區(qū)列表并按相鄰程度排序；(8)經合法性檢查和后處理，輸出鄰區(qū)列表。參見圖2，為建筑內部鄰區(qū)規(guī)劃中設置采樣點的基本流程，以下為詳細步驟(1)針對被規(guī)劃建筑物建立(x，y，z)三維坐標系，以地面為(x，y，0)面，以所述區(qū)域的左下角點為原點；(2)取建筑物的每一樓層為一規(guī)劃平面設置柵格采樣點；(3)將采樣點的經緯度信息轉換為χ軸、y軸坐標，根據建筑物的層高標記室內采樣點的ζ軸坐標，得到采樣點集合{Gk}。參見圖3，為鄰區(qū)規(guī)劃中進行小區(qū)第一次篩選的基本流程，以下為詳細步驟(1)根據輸入參數列表中基站和室內天線的經緯度，將其轉換成(X，y，ζ)坐標；(2)根據天線高度或層高利用空間中兩點間距離公式
d =水X2-X1)2 + (y2 -J1)2 + (z2 -Z1 )2，對每一采樣點(\，計算規(guī)劃區(qū)域內各天線到該采樣點的距離，獲得小區(qū)到該采樣點的最短距離Dn ；(3)根據Dn與天線有效覆蓋半徑R的比較，生成采樣點和小區(qū)對應關系列表矩陣 1\。滿足Dn小于R這一條件的小區(qū)有可能覆蓋到該采樣點，故將其T1中的相應元素置為1， 否則，置為0。參見圖4，為鄰區(qū)規(guī)劃中進行小區(qū)第二次篩選得到初步鄰區(qū)列表的基本流程，以下為詳細步驟(1)設置規(guī)劃區(qū)域的傳播模型，根據輸入工程參數中的天線參數、功率參數以及小區(qū)參數，計算矩陣T1中與采樣點關聯小區(qū)到采樣點的覆蓋強度Pn ；(2)依據有效覆蓋強度門限Pth，如果滿足Pn > Pth,則認為該采樣點處于該小區(qū)的有效覆蓋范圍內；否則，刪除矩陣T1中該采樣點與該小區(qū)的關聯，形成新的矩陣T2 ；(3)依次將規(guī)劃區(qū)域中的每個小區(qū)作為源小區(qū)，周圍目標小區(qū)與源小區(qū)的覆蓋重疊區(qū)域。利用T = τ2-*τ2計算出各個小區(qū)之間的覆蓋重疊區(qū)域，得到矩陣T ；(4)依據矩陣Τ，依次統計被規(guī)劃區(qū)域中的每一小區(qū)與其它小區(qū)的覆蓋重疊區(qū)域的大小，并按覆蓋重疊區(qū)域多少進行由大到小的排序；(5)根據覆蓋重疊區(qū)域門限、鄰區(qū)數上限N，從步驟(4)得到的排序中取出覆蓋重疊區(qū)域大于門限的目標小區(qū)編號作為源小區(qū)的鄰區(qū)。如果目標小區(qū)個數大于N，則只取前N 位，由此得到各小區(qū)的初步鄰區(qū)列表。參見圖5，為初步鄰區(qū)列表合法性檢查和后處理的基本流程，以下為詳細步驟(1)根據建筑室內覆蓋的一般原則，如不同樓層之間不切換；室內用戶盡量用室內RRU覆蓋等，檢查每一 BBU所帶RRU的鄰區(qū)列表，刪除與之不符的小區(qū)；(2)據鄰區(qū)列表長度要求，刪除初步鄰區(qū)列表中超長的后續(xù)鄰區(qū)；(3)單配檢查并處理；(4)輸出BBU的鄰區(qū)列表。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于技術鄰域的技術人員來說， 在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改動和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
權利要求
1.基于射頻拉遠系統的多層建筑室內覆蓋鄰區(qū)規(guī)劃方法，其特征在于包括以下步驟1)在規(guī)劃區(qū)域內每一樓層設置柵格采樣點；2)獲取所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)到柵格采樣點的空間距離，對各柵格采樣點關聯的小區(qū)進行第一次篩選；3)獲取所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)到關聯采樣點的覆蓋強度，對各采樣點關聯的小區(qū)列表進行第二次篩選；4)根據第二次篩選后的小區(qū)列表，統計所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)的覆蓋重疊區(qū)域；5)根據所述覆蓋重疊區(qū)域進行初步鄰區(qū)規(guī)劃；6)對初步鄰區(qū)列表進行合法性檢查和后處理，形成鄰區(qū)規(guī)劃列表，完成鄰區(qū)規(guī)劃。
2.如權利要求1所述的基于射頻拉遠系統的多層建筑室內覆蓋鄰區(qū)規(guī)劃方法，其特征在于在步驟1)中，所述在規(guī)劃區(qū)域內每一樓層設置柵格采樣點采用以下方法以建筑物每一層樓面劃分柵格，所述柵格的交點為柵格采樣點，以(X，1，ζ)三維坐標表示，室外區(qū)域以(x，y，0)表示，以所述區(qū)域左下角點為原點。
3.如權利要求1所述的基于射頻拉遠系統的多層建筑室內覆蓋鄰區(qū)規(guī)劃方法，其特征在于在步驟2)中，所述獲取所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)到柵格采樣點的空間距離，采用以下方法(1)針對室內小區(qū)，在每一層樓面采樣點，利用空間中兩點間距離公式d = ^(x2-xlf +(y2-y^2+(Z2-Z1)2計算同層小區(qū)天線到所述采樣點的最短空間距離；(2)對室外小區(qū)，計算其到建筑物入口處采樣點的空間距離。
4.如權利要求1所述的基于射頻拉遠系統的多層建筑室內覆蓋鄰區(qū)規(guī)劃方法，其特征在于在步驟幻中，所述對各柵格采樣點關聯的小區(qū)進行第一次篩選，采用以下方法(1)將所述空間距離與設定的距離門限進行比較；(2)針對室內每一層樓面，建立天線-RRU-小區(qū)與采樣點的關系列表；(3)對其每一采樣點，根據天線有效覆蓋距離，將距所述采樣點的距離大于所述有效覆蓋距離的小區(qū)從所述采樣點的小區(qū)關聯列表中刪除。
5.如權利要求1所述的基于射頻拉遠系統的多層建筑室內覆蓋鄰區(qū)規(guī)劃方法，其特征在于在步驟幻中，所述獲取所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)到關聯采樣點的覆蓋強度，采用以下方法(1)每一采樣點根據所述本采樣點關聯的小區(qū)列表，獲取所述小區(qū)距離采樣點最近的天線參數、功率參數；(2)獲取所述區(qū)域的傳播模型；(3)由此計算所述小區(qū)到所述采樣點的覆蓋強度Pn。
6.如權利要求1所述的基于射頻拉遠系統的多層建筑室內覆蓋鄰區(qū)規(guī)劃方法，其特征在于在步驟幻中，對所述每一采樣點關聯的小區(qū)列表進行第二次篩選，采用以下方法(1)設置有效覆蓋強度Pth;(2)比較Pn與Pth，如果Pn> Pth,則認為該小區(qū)無法覆蓋該采樣點；(3)將所述小區(qū)從本采樣點關聯的小區(qū)列表中刪除；(4)對所述每一采樣點以及所述每一小區(qū)進行所述篩選。
7.如權利要求1所述的基于射頻拉遠系統的多層建筑室內覆蓋鄰區(qū)規(guī)劃方法，其特征在于在步驟4)中，所述統計所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)的覆蓋重疊區(qū)域，采用以下方法(1)對所述區(qū)域內的每一小區(qū)，依次以該小區(qū)為源小區(qū)，其他小區(qū)為目標小區(qū)；(2)根據每一采樣點關聯的小區(qū)列表，統計源小區(qū)與各個目標小區(qū)共同覆蓋的采樣點個數，所述個數表示源小區(qū)與目標小區(qū)共同覆蓋的柵格點數，即覆蓋重疊區(qū)域大?。?3)對所述每一小區(qū)進行所述統計。
8.如權利要求1所述的基于射頻拉遠系統的多層建筑室內覆蓋鄰區(qū)規(guī)劃方法，其特征在于在步驟幻中，所述根據所述覆蓋重疊區(qū)域進行初步鄰區(qū)規(guī)劃，采用以下方法(1)設置覆蓋重疊區(qū)域門限；(2)設置鄰區(qū)列表個數上限N;(3)對所述區(qū)域內的每一小區(qū)，依次以該小區(qū)為源小區(qū)，其他小區(qū)為目標小區(qū)；(4)記錄所述覆蓋重疊區(qū)域大于覆蓋重疊區(qū)域門限的目標小區(qū)；(5)以所述目標小區(qū)作為源小區(qū)的鄰區(qū)；(6)對所述每一小區(qū)進行所述規(guī)劃，按所述覆蓋重疊區(qū)域由大到小排序，獲取所述排序的前N位目標小區(qū)，由此得到所述區(qū)域內每一小區(qū)的初始鄰區(qū)列表。
9.如權利要求1所述的基于射頻拉遠系統的多層建筑室內覆蓋鄰區(qū)規(guī)劃方法，其特征在于在步驟6)中，所述對初步鄰區(qū)列表進行合法性檢查和后處理，采用以下方法(1)根據建筑室內覆蓋的一般原則，如不同樓層之間不切換；室內用戶盡量用室內RRU 覆蓋等，檢查每一 BBU所帶RRU的鄰區(qū)列表，刪除與之不符的小區(qū)；(2)對所述區(qū)域內的每一BBU，建立并維護一個鄰區(qū)列表。
全文摘要
基于射頻拉遠系統的多層建筑室內覆蓋鄰區(qū)規(guī)劃方法，涉及移動通信領域。提供一種可實現快速準確地自動鄰區(qū)規(guī)劃的基于射頻拉遠系統的多層建筑室內覆蓋鄰區(qū)規(guī)劃方法。在規(guī)劃區(qū)域內每一樓層設置柵格采樣點；獲取所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)到柵格采樣點的空間距離，對各柵格采樣點關聯的小區(qū)進行第一次篩選；獲取所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)到關聯采樣點的覆蓋強度，對各采樣點關聯的小區(qū)列表進行第二次篩選；根據第二次篩選后的小區(qū)列表，統計所述規(guī)劃區(qū)域內各小區(qū)的覆蓋重疊區(qū)域；根據所述覆蓋重疊區(qū)域進行初步鄰區(qū)規(guī)劃；對初步鄰區(qū)列表進行合法性檢查和后處理，形成鄰區(qū)規(guī)劃列表，完成鄰區(qū)規(guī)劃。
文檔編號H04W16/22GK102325333SQ201110203510
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權日2011年7月20日
發(fā)明者劉智雄, 唐余亮, 張維楚, 張遠見, 朱晨, 涂治招 申請人:京信通信系統(廣州)有限公司, 廈門大學