專利名稱：干擾無線信號的預(yù)測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無線通信技木，尤其涉及ー種干擾無線信號的預(yù)測方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著移動通信網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)被越來越多的用戶使用。其中，對室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)合理規(guī)劃是保證室內(nèi)無線信號暢通的首要因素。由于室外的基站天線所發(fā)出的無線信號會對室內(nèi)天線發(fā)出的無線信號造成一定的干擾。因此，需要對室外的基站天線對室內(nèi)天線的干擾程度作出預(yù)測，以便在后續(xù)對室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)進行規(guī)劃時，根據(jù)所預(yù)測的干擾程度進行控制和協(xié)調(diào)，以便使室內(nèi)終端無線信號維持在良好的程度，保證終端用戶通話的順暢，其中，干擾程度以有用信號在終端位置處的比例來衡量，即有用信號比例為室內(nèi)信號功率/ (室外信號功率+室內(nèi)信號功率)，這是由于，對于室內(nèi)終端來說，室內(nèi)天線發(fā)出的信號才是室內(nèi)終端所需要的，室外天線發(fā)出的信號 對室內(nèi)終端是ー種干擾。綜上，需要一種簡單可行的方法，來預(yù)測室外無線信號對室內(nèi)無線信號的干擾。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供ー種干擾無線信號的預(yù)測方法及裝置，用于預(yù)測室外無線信號對室內(nèi)無線信號的干擾。本發(fā)明第一方面提供ー種干擾無線信號的預(yù)測方法，包括根據(jù)室外傳播模型和墻體穿透損耗函數(shù)，獲取單條基站無線信號從室外射入室內(nèi)位置處的出射信號功率；根據(jù)室內(nèi)傳播模型和所述出射信號功率，獲取所述單條基站無線信號在所述室內(nèi)終端位置處的室外信號功率；根據(jù)所述室內(nèi)傳播模型獲取單條室內(nèi)無線信號在所述室內(nèi)終端位置處的室內(nèi)信號功率；根據(jù)所述室外信號功率和所述室內(nèi)信號功率獲取有用信號比例，。本發(fā)明的另ー個方面是提供一種干擾無線信號的預(yù)測裝置，包括獲取出射信號功率模塊，用于根據(jù)室外傳播模型和墻體穿透損耗函數(shù)獲取所述單條基站無線信號從室外射入室內(nèi)位置處的出射信號功率；獲取室外功率模塊，根據(jù)室內(nèi)傳播模型和所述出射信號功率獲取所述單條基站無線信號在所述室內(nèi)終端位置處的室外信號功率；獲取室內(nèi)功率模塊，用于根據(jù)所述室內(nèi)傳播模型獲取所述單條室內(nèi)無線信號在所述室內(nèi)終端位置處的室內(nèi)信號功率；獲取有用信號比例模塊，用于根據(jù)所述室外信號功率和所述室內(nèi)信號功率獲取有用信號比例。本發(fā)明提供的干擾無線信號的預(yù)測方法及裝置，通過單條基站無線信號在室外的幾何光學(xué)傳輸路徑，來計算該單條基站無線信號的在室內(nèi)室內(nèi)終端處的室外信號功率，最終獲取室內(nèi)終端處的有用信號比例，不僅能夠?qū)κ彝鉄o線信號對室內(nèi)無線信號的干擾程度做出有效預(yù)測，而且計算量小，方便快捷，成本較低。


圖I為根據(jù)本發(fā)明ー實施例的干擾無線信號的預(yù)測方法的流程示意圖；圖2A為根據(jù) 本發(fā)明另一實施例的干擾無線信號的預(yù)測方法的流程示意圖；圖2B為基站發(fā)射的單條基站無線信號到達墻面的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明另一實施例的干擾無線信號的預(yù)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明再一實施例的干擾無線信號的預(yù)測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式實施例一本實施例提供ー種干擾無線信號的預(yù)測方法，其適用于干擾無線信號的預(yù)測裝置。該干擾無線信號的預(yù)測裝置通過基站發(fā)出的單條基站無線信號在室內(nèi)、墻體和室外的幾何光學(xué)的傳輸路徑，來獲取該單條基站無線信號在室內(nèi)終端位置處的室外信號功率，并通過室內(nèi)傳播模型獲取室內(nèi)天線在該室內(nèi)終端位置處的室內(nèi)信號功率，通過室內(nèi)信號功率/ (室外信號功率+室內(nèi)信號功率)來獲取有用信號比例，該有用信號比例越大，說明室外無線信號對室內(nèi)無線信號的干擾越小。如圖I所示，為根據(jù)本實施例的干擾無線信號的預(yù)測方法的流程示意圖。步驟101，根據(jù)室外傳播模型和墻體穿透損耗函數(shù)獲取單條基站無線信號從室外射入室內(nèi)位置處的出射信號功率。本實施例中將單條基站無線信號看作一條光線，該光線按照其幾何光學(xué)特性進行傳輸，例如在室外和室內(nèi)均按照直線進行傳輸，遇到墻體時按照折射定律進行傳輸。步驟102，根據(jù)室內(nèi)傳播模型和出射信號功率，獲取單條基站無線信號在室內(nèi)終端位置處的室外信號功率。室內(nèi)傳播模型也有很多，例如室內(nèi)通用傳播模型、自由空間傳播模型、Chan模型、馬特內(nèi)-馬恩納模型、衰減因子模型以及Keenan-Motley模型等,具體如何根據(jù)這些室內(nèi)傳播模型來獲取室外信號功率，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)有很多方法，在此不再贅述。步驟103，根據(jù)室內(nèi)傳播模型，獲取單條室內(nèi)無線信號在室內(nèi)終端位置處的室內(nèi)信號功率。室內(nèi)傳播模型如上，在此不再贅述。單條室內(nèi)無線信號指的是將室內(nèi)天線的無線信號看作一條光線，該光線按照其幾何光學(xué)特性進行傳輸，例如在室內(nèi)按照直線進行傳輸，遇到墻體時按照折射定律進行傳輸。步驟104，根據(jù)室外信號功率和室內(nèi)信號功率獲取有用信號比例。對于室內(nèi)終端而言，其接收到的室內(nèi)天線發(fā)送的無線信號才是有用的信號，因此，該有用信號比例代表能被室內(nèi)終端真正用到的信號比例，該有用信號比例越大，代表室外無線信號對室內(nèi)無線信號的干擾越小，即來自基站的無線信號對室內(nèi)天線給室內(nèi)終端的無線信號的干擾越小。
本實施例通過單條基站無線信號在室外的幾何光學(xué)傳輸路徑，來計算該單條基站無線信號的在室內(nèi)終端處的室外信號功率，最終獲取室內(nèi)終端處的有用信號比例，不僅能夠?qū)κ彝鉄o線信號對室內(nèi)無線信號的干擾程度做出有效預(yù)測，而且計算量小，方便快捷，成本較低。 可選地，在步驟101之前，還包括根據(jù)所述基站位置、單條基站無線信號的幾何光學(xué)傳輸路徑、室內(nèi)終端位置以及墻體厚度，確定所述單條基站無線信號從室外射入室內(nèi)的入射點位置和出射點位置。具體地，基站側(cè)為室外，室內(nèi)終端側(cè)為室內(nèi)?；疚恢煤褪覂?nèi)終端位置可以通過GPS進行獲取，墻體的厚度可以通過實際測量得出。這樣，步驟101具體可包括步驟IOla :根據(jù)室外傳播模型獲取單條基站無線信號在入射點位置處的入射信號功率；現(xiàn)有技術(shù)中的室外傳播模型有很多，例如Longley-Rice模型、Durkin模型、Okumura模型、Hata模型以及Walfisch-Bertoni模型等等。具體如何根據(jù)這些室外傳播模型來獲取入射信號功率，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)有很多方法，在此不再贅述。步驟IOlb :根據(jù)入射信號功率和墻體穿透損耗函數(shù)獲取單條基站無線信號在出射點位置處的出射信號功率。具體地，通過入射信號功率和墻體穿透損耗函數(shù)獲取穿透損耗功率，然后通過入射信號功率和穿透損耗功率獲取出射信號功率，即出射信號功率=入射信號功率一穿透損耗功率。該穿透損耗功率指的是該單條基站無線信號在穿過墻體時所損耗的功率。實施例ニ本實施例基于實施例一提供一種較為具體的干擾無線信號的預(yù)測方法。下面，將結(jié)合圖2A所示的基站21、墻體22和室內(nèi)終端23，以及單條基站無線信號24來具體說明干擾無線信號的預(yù)測方法。需要說明的是，下面所示的坐標(biāo)均為位于同一平面直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)，且根據(jù)象限帶有符號。步驟201，根據(jù)投影函數(shù)將基站位置和室內(nèi)終端位置轉(zhuǎn)換成平面直角坐標(biāo)。該步驟中的投影函數(shù)可以采用墨卡托(Mercator)投影函數(shù)、高斯-克呂格投影函數(shù)、通用橫軸墨卡托投影函數(shù)以及蘭勃特等角投影函數(shù)。具體如何將采用經(jīng)緯度表示的基站位置和室內(nèi)終端位置轉(zhuǎn)換成平面直角坐標(biāo)，屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。本實施例中采用下述公式表示轉(zhuǎn)換成平面直角坐標(biāo)后的基站位置A和室內(nèi)終端位置B。即基站21的基站位置的坐標(biāo)為(Xa，Ya)，以下用A (Xa，Ya)來表示，室內(nèi)終端23的坐標(biāo)為(xb，Yb)，以下用B (Xb，Yb)來表示。平面直角坐標(biāo)系可以以入射點所在的墻面為X軸坐標(biāo)，以平行于地面且垂直于X軸坐標(biāo)的直線為Y軸坐標(biāo)，坐標(biāo)原點為從基站21發(fā)出的無線信號在入射點所在的墻面最靠近基站ー側(cè)的一點，即從基站會發(fā)出多各單條基站無線信號，其在墻面時有一定的照射范圍，如圖2B所示的。本實施例中設(shè)定單條基站無線信號在墻面最靠近基站ー側(cè)的一點為兩墻面交界處，即以兩墻面交界處的點為坐標(biāo)原點，即圖2A中的O點。步驟202，根據(jù)基站位置、室內(nèi)終端位置和折射公式獲取單條基站無線信號24在墻體22的入射點位置和出射點位置，其中，單條無線信號24在入射點的入射角和在出射點的出射角相同。具體地，將入射點位置設(shè)為C (X。，Y。)，出射點位置設(shè)為E (Xe，ΥΛ這樣，單條無線信號24的入射角為α，出射角與入射角一致，均為α，折射角為β，sin a/sin β =η，η為折射率，η=ει/ε2，ε i為室外空氣的介電常數(shù)，ε2為墻體的介電常數(shù)。從圖2Α 中可以看出，tana = (Xc-X3) /Y3,即 a =arctan[ (Xc-Xa) /Yj ,
パ=arcsin(ヾユsin ) , Xd=Xc+htan β，tan α = (Xb-Xe) AYb_h)，其中，h 為墻體的厚度。
此時，聯(lián)立方程組:
權(quán)利要求
1.ー種干擾無線信號的預(yù)測方法，其特征在于，包括 根據(jù)室外傳播模型和墻體穿透損耗函數(shù)，獲取單條基站無線信號從室外射入室內(nèi)位置處的出射信號功率； 根據(jù)室內(nèi)傳播模型和所述出射信號功率，獲取所述單條基站無線信號在室內(nèi)終端位置處的室外信號功率； 根據(jù)所述室內(nèi)傳播模型，獲取單條室內(nèi)無線信號在所述室內(nèi)終端位置處的室內(nèi)信號功率； 根據(jù)所述室外信號功率和所述室內(nèi)信號功率獲取有用信號比例。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的干擾無線信號的預(yù)測方法，其特征在于，所述根據(jù)室外傳播模型和墻體穿透損耗函數(shù)，獲取單條基站無線信號從室外射入室內(nèi)位置處的出射信號功率之前，還包括 根據(jù)所述基站位置、單條基站無線信號的幾何光學(xué)傳輸路徑、室內(nèi)終端位置以及墻體厚度，確定所述單條基站無線信號從室外射入室內(nèi)的入射點位置和出射點位置； 所述獲取單條基站無線信號從室外射入室內(nèi)位置處的出射信號功率，具體為 根據(jù)室外傳播模型獲取所述單條基站無線信號在所述入射點位置處的入射信號功率； 根據(jù)所述入射信號功率和墻體穿透損耗函數(shù)獲取所述單條基站無線信號在所述出射點位置處的出射信號功率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的干擾無線信號的預(yù)測方法，其特征在于，所述根據(jù)所述基站位置、單條基站無線信號的幾何光學(xué)傳輸路徑、室內(nèi)終端位置以及墻體厚度，確定所述單條基站無線信號從室外射入室內(nèi)的入射點位置和出射點位置 根據(jù)投影函數(shù)將所述基站位置和所述終端位置轉(zhuǎn)換成平面直角坐標(biāo)； 根據(jù)所述基站位置、所述終端位置和折射公式獲取所述單條基站無線信號在所述墻體的入射點位置和出射點位置； 其中，所述單條無線信號在所述入射點的入射角和在所述出射點的出射角相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的干擾無線信號的預(yù)測方法，其特征在于，根據(jù)室外傳播模型，獲取所述單條基站無線信號在所述入射點位置處的入射信號功率包括 根據(jù)C0ST231-Hata傳播模型獲取所述入射點位置處的單條基站無線信號的入射信號功率Pl ； 其中，所述C0ST231-Hata傳播模型為Ρ!=46· 3+33. 91gf-13. 82hb- a (hm) +(44. 9-6. 55Ighb) lgd+Cm 其中，f為載波頻率，hb為基站天線距離地面的垂直高度，d為所述終端與所述基站的距離，Cm為大城市中心校正因子，a (hm) =(1. lllgf-O. 7)hm-(l. 561gf-0. 8)，hm為所述入射點距離地面的垂直高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的干擾無線信號的預(yù)測方法，其特征在干，根據(jù)所述入射信號功率和墻體穿透損耗函數(shù)獲取所述單條基站無線信號在所述出射點位置處的出射信號功率包括 根據(jù)所述入射信號功率與所述墻體穿透損耗函數(shù)的乘積獲取所述穿透損耗功率，井根據(jù)所述入射信號功率和穿透損耗功率之差獲取所述單條基站無線信號在所述出射點位置處的出射信號功率 其中，所述墻體穿透損耗函數(shù)為^^ h為所述墻體的厚度，α為單條無線信號的電 * ,磁波的衰減常數(shù)，β為折射角。
6.ー種干擾無線信號的預(yù)測裝置，其特征在于，包括 獲取出射信號功率模塊，用于根據(jù)室外傳播模型和墻體穿透損耗函數(shù)獲取所述單條基站無線信號從室外射入室內(nèi)位置處的出射信號功率； 獲取室外功率模塊，根據(jù)室內(nèi)傳播模型和所述出射信號功率獲取所述單條基站無線信號在所述室內(nèi)終端位置處的室外信號功率； 獲取室內(nèi)功率模塊，用于根據(jù)所述室內(nèi)傳播模型獲取單條室內(nèi)無線信號在所述室內(nèi)終端位置處的室內(nèi)信號功率； 獲取有用信號比例模塊，用于根據(jù)所述室外信號功率和所述室內(nèi)信號功率獲取有用信號比例。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的干擾無線信號的預(yù)測裝置，其特征在于，還包括 獲取位置模塊，用于根據(jù)所述基站位置、單條基站無線信號的幾何光學(xué)傳輸路徑、室內(nèi)終端位置以及墻體厚度，確定所述單條基站無線信號從室外射入室內(nèi)的入射點位置和出射點位置； 所述獲取出射信號功率模塊包括 獲取入射信號功率子模塊，用于根據(jù)室外傳播模型獲取所述單條基站無線信號在所述入射點位置處的入射信號功率； 獲取出射信號功率子模塊，用于根據(jù)所述入射信號功率和墻體穿透損耗函數(shù)獲取所述單條基站無線信號在所述出射點位置處的出射信號功率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的干擾無線信號的預(yù)測裝置，其特征在于，所述獲取位置模塊包括 轉(zhuǎn)換子模塊，用于根據(jù)投影函數(shù)將所述基站位置和所述室內(nèi)終端位置轉(zhuǎn)換成平面直角坐標(biāo)； 獲取子模塊，用于根據(jù)所述基站位置、所述室內(nèi)終端位置和折射公式確定所述單條基站無線信號在所述墻體的入射點位置和出射點位置，所述單條無線信號在所述入射點的入射角和在所述出射點的出射角相同。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的干擾無線信號的預(yù)測裝置，其特征在于，所述獲取入射信號功率子模塊具體用于 根據(jù)C0ST231-Hata傳播模型獲取所述入射點位置處的單條基站無線信號的功率P1 ； 其中，所述C0ST231-Hata傳播模型為Ρ!=46· 3+33. 91gf-13. 82hb- a (hm) +(44. 9-6. 55Ighb) lgd+Cm 其中，f為載波頻率，hb為基站天線距離地面的垂直高度，d為所述室內(nèi)終端與所述基站的距離，Cm為大城市中心校正因子，a (hm) =(1. lllgf-O. 7)hm-(l. 561gf_0. 8)，hm為所述入射點距離地面的垂直高度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的干擾無線信號的預(yù)測裝置，其特征在于，所述獲取出射信號功率子模塊具體用于根據(jù)所述入射信號功率與所述墻體穿透損耗函數(shù)的乘積獲取所述穿透損耗功率，井根據(jù)所述入射信號功率和穿透損耗功率之差獲取所述單條基站無線信號在所述出射點位置處的出射信號功率； 其中，所述墻體穿透損耗函數(shù)為^ h為所述墻體的厚度，a為單條無線信號的電 磁波的衰減常數(shù)，β為折射角。
全文摘要
本發(fā)明提供一種干擾無線信號的預(yù)測方法及裝置，方法包括根據(jù)室外傳播模型和墻體穿透損耗函數(shù)，獲取單條基站無線信號從室外射入室內(nèi)位置處的出射信號功率；根據(jù)室內(nèi)傳播模型和出射信號功率，獲取單條基站無線信號在室內(nèi)終端位置處的室外信號功率；根據(jù)室內(nèi)傳播模型，獲取單條室內(nèi)無線信號在室內(nèi)終端位置處的室內(nèi)信號功率；根據(jù)室外信號功率和室內(nèi)信號功率獲取有用信號比例。根據(jù)本發(fā)明的干擾無線信號的預(yù)測方法及裝置，能夠以較小的計算量有效預(yù)測出室外無線信號對室內(nèi)無線信號的干擾程度。
文檔編號H04W16/22GK102651872SQ20121013981
公開日2012年8月29日 申請日期2012年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月8日
發(fā)明者呂召彪, 王健全, 王非, 陳赤航 申請人:中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò)通信集團有限公司