[發(fā)明專(zhuān)利]基于統(tǒng)計(jì)法場(chǎng)區(qū)劃分的隧道環(huán)境用無(wú)線設(shè)備覆蓋優(yōu)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011353454.9
• 申請(qǐng)日: 2020-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112770328A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 霍羽;梁睿;孫彥景;趙小虎;丁恩杰;宋成遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H04W16/18
• 分類(lèi)號(hào): H04W16/18;H04W16/22;H04W24/02;H04W4/021
• 代理公司: 南京瑞弘專(zhuān)利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李?lèi)偮?/td>

1.一種基于統(tǒng)計(jì)法場(chǎng)區(qū)劃分的隧道環(huán)境用無(wú)線設(shè)備覆蓋優(yōu)化方法，其特征在于：適用于隧道內(nèi)組網(wǎng)覆蓋無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備：如基站、微基站、無(wú)線接入節(jié)點(diǎn)、中繼節(jié)點(diǎn)，以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)用的服務(wù)器，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)區(qū)域內(nèi)設(shè)有移動(dòng)終端設(shè)備；

其步驟為：

a首先在隧道中設(shè)置一個(gè)笛卡爾坐標(biāo)系，坐標(biāo)系的原點(diǎn)位于隧道的中心，利用x、y、z軸分別沿隧道的寬度、高度和長(zhǎng)度方向，無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備的天線坐標(biāo)已知記為(x₀,y₀,z₀)；

b通過(guò)服務(wù)器獲取隧道內(nèi)所有移動(dòng)終端設(shè)備的信息：包括移動(dòng)終端設(shè)備的位置信息(x₁,y₁,z₁)、運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度信息；

c無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備利用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)自身進(jìn)行近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)的劃分，近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)被劃分后的分界點(diǎn)位置的縱坐標(biāo)表示為z_DV；

若無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備的傳播場(chǎng)區(qū)不被劃分近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，則無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備和移動(dòng)終端設(shè)備均選擇水平極化天線發(fā)送和接收信號(hào)；

若移動(dòng)終端設(shè)備的縱坐標(biāo)z₁∈[z₀-z_DV,z₀+z_DV]，則判斷移動(dòng)終端設(shè)備位于該無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備的近場(chǎng)區(qū)，無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備切換至垂直極化天線；若無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備的縱坐標(biāo)z₁∈[-∞,z₀-z_DV]∪[z₀+z_DV,+∞]，則判斷移動(dòng)終端設(shè)備位于該無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備的遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)，無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備切換至水平極化天線通信；隨即發(fā)送參數(shù)配置命令至移動(dòng)終端設(shè)備，命令移動(dòng)終端設(shè)備也采用同樣的天線極化進(jìn)行通信：

d配置無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備和移動(dòng)終端設(shè)備的天線極化參數(shù)：

e如果無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備與移動(dòng)終端設(shè)備之間的無(wú)線通信沒(méi)有結(jié)束且終端移動(dòng)速度和方向沒(méi)有改變，則無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備利用確定天線極化參數(shù)的刷新周期，其中，δ表示終端設(shè)備的移動(dòng)方向；當(dāng)終端設(shè)備沿隧道z軸向無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備靠近時(shí)，δ＝1；反之，δ＝-1；v表示終端設(shè)備沿隧道z軸方向的移動(dòng)速度；當(dāng)T為負(fù)數(shù)時(shí)，無(wú)線設(shè)備的天線極化參數(shù)配置保持不變；反之，一個(gè)T周期之后，重新執(zhí)行步驟b-步驟e，對(duì)移動(dòng)的移動(dòng)終端設(shè)備的位置進(jìn)行刷新、進(jìn)而對(duì)近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)重新劃分，對(duì)通信用天線極化重新配置；如果終端移動(dòng)速度和方向改變，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)設(shè)備，如基站或邊緣服務(wù)器將主動(dòng)通知無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備刷新天線極化的配置，同樣重新執(zhí)行步重新執(zhí)行步驟b-步驟e對(duì)移動(dòng)的移動(dòng)終端設(shè)備的位置進(jìn)行刷新、進(jìn)而對(duì)近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)重新劃分，對(duì)通信用天線極化重新配置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于統(tǒng)計(jì)法場(chǎng)區(qū)劃分的隧道環(huán)境用無(wú)線設(shè)備覆蓋優(yōu)化方法，其特征在于利用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備的近場(chǎng)區(qū)和遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū)進(jìn)行劃分的具體方法為：

2.1、建立擬進(jìn)行覆蓋優(yōu)化的無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備的電磁場(chǎng)“極化功率差-距離，距離為觀測(cè)點(diǎn)到無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備的距離”數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)反映的是極化功率差和觀測(cè)距離之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

2.2、利用軟件觀測(cè)2.1建立的數(shù)據(jù)庫(kù)。設(shè)置電磁場(chǎng)極化功率差的單位觀測(cè)區(qū)間長(zhǎng)度，從無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備出發(fā)沿隧道軸線移動(dòng)觀測(cè)區(qū)間，計(jì)算不同位置處單位觀測(cè)區(qū)間內(nèi)垂直極化場(chǎng)功率和水平極化場(chǎng)功率差值ΔP的平均值，觀測(cè)區(qū)間的位置為其長(zhǎng)度的中心，縱向坐標(biāo)表示為z_0.5；

2.3、找出所有的觀測(cè)區(qū)間位置,

2.4、在滿(mǎn)足2.3條件的觀測(cè)區(qū)間中，篩選出以距離作為參照的無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備最遠(yuǎn)的觀測(cè)區(qū)間位置，用max(z_0.5)表示，估計(jì)無(wú)線通信的最佳天線極化，即可實(shí)現(xiàn)信號(hào)最低路徑損耗的天線極化；

2.5、根據(jù)最佳天線極化的估計(jì)結(jié)果，對(duì)無(wú)線基礎(chǔ)設(shè)備的傳播場(chǎng)區(qū)進(jìn)行劃分。