[發明專利]一種基于灰度矩陣和加權平均的無線傳播模型的實現方法及系統

無效

• 申請號: 201210077890.7
• 申請日: 2012-03-22
• 公開（公告）號: CN102547770A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 趙敏;武穆清;鄒鵬;鄭倩倩;徐春秀;欒林林;賀媛;郭嵩;胡騫;王婷婷;張殿寶;賈貴源;于得水;張皎
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H04W16/18
• 分類號: H04W16/18;H04B17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及無線網絡規劃領域，特別涉及一種基于灰度矩陣和加權平均的無線傳播模型實現方法及系統。

背景技術

無線傳播模型的產生來源于蜂窩網無線網絡規劃時預測信干比的需要。無線傳播模型最直接的作用就是用來預測路徑損耗進而估計接收信號電平，所以無線傳播模型的準確與否直接影響小區覆蓋半徑選取的合理性。對于CDMA系統，無線傳播模型準確與否更是直接與蜂窩系統的通信容量有關。

目前無線傳播模型的獲取方法主要有3種。第一種方法是直接使用Hata、COST-231等傳統的標準無線傳播模型，但是3G網絡規劃對路徑損耗的預測精度有更高的要求，而上述的傳播模型已無法滿足當前的需求；第二種方法是通過架設發射機采用連續波測量法收集距離和接收功率等數據，再結合電子地圖和站址信息對目標區域進行校正得到該區域無線傳播模型；第三種方法是在已有一定數量的傳播模型的前提下，通過對目標區域的地物類型進行分析，建立模型庫，從已有的傳播模型中選取。目前，我國大部分地區都有蜂窩無線通信網覆蓋，運營商在前期的建網過程中已具備一定的傳播模型積累，甚至已有完備的模型庫，對于網絡規劃已不再需要耗費大量的人力、物力和時間，因此采用第三種方法顯得更為有效和實際。

對于第三種方法，即基于模型庫的方法需要考慮如何根據已有的傳播模型生成適合目標區域的傳播模型。人工選擇的方法由于具有主觀性且工作量大，不利于使用。一種直觀的使用模型庫的方法是基于選擇的方法。選擇的依據有很多，例如依據電子地圖中各地物類型所占百分比。無線傳播模型主要反映的是電磁波在無線傳播環境的場強特性，所以模型不僅依賴于地物類型的百分比，更依賴于地物類型的分布。另外，完全依靠基于選擇的方法直接從已有模型庫中選擇一個模型作為目標區域的傳播模型也是不恰當的，因為可能會出現目標區域的地物類型分布與模型庫中所有已知無線傳播模型的地物類型分布都不太相似的情況，在這種情況下選擇任何一個已知無線傳播模型都會帶來難以估計的誤差。

發明內容

本發明提供一種基于灰度矩陣和加權平均的無線傳播模型的實現方法，使得不需要使用傳統的校正方法而直接使用現有的模型庫得到目標區域的無線傳播模型。

此外，本發明還提供了一種基于灰度矩陣和加權平均的無線傳播模型的生成系統。

為了實現上述發明目的，本發明采用如下技術方案：

a、一種基于灰度矩陣和加權平均的無線傳播模型的實現方法，該方法包括：將已知無線傳播模型組成傳播模型庫；

b、計算已知無線傳播模型所對應的灰度矩陣X_i，下標i代表第i個無線傳播模型；

c、計算目標區域的灰度矩陣Y；

d、尋找X_i與Y相似度的最大值，如果大于設定的閾值，則將此X_i對應的傳播模型作為目標區域的傳播模型，否則執行步驟e；

e、基于加權平均算法求解灰度矩陣Z_j，并計算Z_j和灰度矩陣Y的相似度，如果相似度大于設定閾值，將Z_j所對應的無線傳播模型作為目標區域的無線傳播模型，否則考慮下一個加權灰度矩陣繼續執行步驟e。

根據本發明一優選實施例，在步驟a中，模型庫中的模型所代表的典型場景屬于地形或者建筑風格較為單一的場景，且這些場景對應的電子地圖形狀皆為矩形。

根據本發明一優選實施例，在步驟b中，模型庫已知傳播模型對應的灰度矩陣X_i的生成具體方法如下：

b1、依據所選無線傳播模型的電子地圖，確定該模型地物類型和對應的路徑損耗值；

b2、考慮不同的地物類型對應不同的路徑損耗值，將路徑損耗值的大小映射為圖像中灰度值的大小，路徑損耗大的區域映射為灰度圖像深色的區域，路徑損耗小的區域映射為灰度圖像淺色的區域；

b3、設該模型庫最大的地形路徑損耗值對應為灰度值255，最小的地形路徑損耗值對應為灰度值0，并求得其他地形對應的灰度值；

b4、設定已知無線傳播模型的電子地圖分辨率為m×n，然后設定比例尺r1、r2用于確定灰度矩陣的大小，并由此得到灰度矩陣X_i。

所述步驟b4，不同的無線傳播模型生成的灰度矩陣X_i大小應一致，具體包括：

b41、所選擇的電子地圖的大小一致；

b42、通過選擇合適的比例尺，使各灰度矩陣的長度一致，寬度也一致。

根據本發明一優選實施例，在步驟c中，目標區域對應的灰度矩陣Y的生成具體方法如下：