一种基于GIS的移动通信网络覆盖仿真交互调整方法.pdf

本发明涉及一种基于GIS的移动通信网络覆盖仿真交互调整方法，包括运用GIS地理信息系统和无线电波传播模型，通过仿真改变天线参数，利用无线电波传播模型计算出覆盖范围，在电子地图上获取覆盖区域的空间背景属性，作为无线电波传播模型中的基本参数、修正因子和附加参数等，修正模型计算结果达到期望的覆盖要求；通过在电子地图上拖拉覆盖边缘以达到覆盖要求，利用无线电波传播模型推算出天线参数，包括挂高、方向角和倾角等作为调整方案，从而实现天线参数与覆盖特性的实时实境交互仿真调整。该方法提高了仿真的精度和准确性，节省了大量的现场路测和反复调整工作，使得覆盖规划和优化更准确，为网络规划、评估和优化提供了坚实基础。

1、  一种基于GIS的移动通信网络覆盖仿真交互调整方法，利用计算机对通信网络覆盖仿真交互调整，其特征在于包括以下步骤：
(1)计算机导入待调整区域的矢量电子地图、从无线电波传播模型库选定无线电波传播模型；
(2)计算机选择步骤(1)中选定的无线电波传播模型并提示用户输入完成参数初始化默认值设置；
(3)计算机利用步骤(2)的无线电波传播模型，对区域内各小区覆盖图仿真并注记在电子地图上；
(4)计算机利用地理信息系统GIS获取目标调整小区C(i)的空间环境数据，空间环境数据包括基本参数、修正因子和附加参数；
(5)计算机结合步骤(4)的空间环境数据和步骤(3)仿真的小区覆盖图，利用无线电波传播模型，重新在电子地图上仿真目标调整小区C(i)；
(6)计算机检查步骤(5)得到的目标调整小区C(i)是否满足覆盖要求，如满足，则输出天线参数值，包括挂高H(i)、方向角α(i)和倾角θ(i)作为覆盖调整方案，调整结束；否则进行交互调整，交互调整包括参数修改交互调整和图形拖拉交互调整；
(7)如果用户选择参数修改交互方式，计算机提供修改天线参数挂高H(i)或方向角α(i)或倾角θ(i)界面，接收输入数据，回到步骤(3)；
(8)如果用户选择图形拖拉交互方式，计算机提示用户在电子地图上用鼠标拖拉目标调整小区C(i)覆盖边缘直到满足覆盖要求；
(9)计算机利用GIS获取目标调整小区C(i)的空间环境数据和基本参数，量算目标调整小区C(i)的覆盖面积S(i)或覆盖半径R(i)；
(10)计算机利用无线电波传播模型计算目标调整小区C(i)的天线参数；
(11)计算机输出天线参数值挂高H(i)、方向角α(i)和倾角θ(i)作为覆盖调整方案，调整结束。

2、  根据权利要求1所述的一种基于GIS的移动通信网络覆盖仿真交互调整方法，其特征在于所述基本参数包括人为环境、地形分类和修正因子和附加参数；所述人为环境包括密集城区、一般城区、郊区和农村；地形分类包括准平坦和丘陵地形；所述修正因子包括地物平均参数；所述附加参数包括地物修正因子。

3、  根据权利要求1所述的一种基于GIS的移动通信网络覆盖仿真交互调整方法，其特征在于所述无线电波传播模型包括0kumura-Hata模型、COST-231模型、COST-231-Walfish-Ikegami模型、Epstein-Peterson模型、L&S VHF/UHF模型、Bullington模型和Longely-Rice模型中的一种或几种。

一种基于GIS的移动通信网络覆盖仿真交互调整方法
技术领域
本发明属于通讯技术和计算机应用领域，具体涉及一种基于GIS的移动通信网络覆盖仿真交互调整方法。
背景技术
现有的移动通讯覆盖优化主要是针对在无线网优路测中发现的覆盖盲点、覆盖信号弱区、越区覆盖等，由人工根据经验进行尝试调整，反复多次直到盲点消失或信号变强或越区覆盖消除。如果还不能解决，就要考虑加减基站解决。该方法不足在于：
1)所测试的数据只是一些抽样点或者局部数据，不能真实地反映网络覆盖的全局和实际；
2)人工调试只是根据经验尝试，因此再调整的根据和精度都存在严重的局限性甚至是错误的；
3)调整过程的反复多次造成人力浪费、效率低下；盲目加减站更是造成人力和物力资源的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种运用GIS(地理信息系统)和无线电波传播模型，简便、有效地进行覆盖优化调整的一种基于GIS的移动通信网络覆盖仿真交互调整方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于GIS的移动通信网络覆盖仿真交互调整方法，利用计算机对通信网络覆盖仿真交互调整，其特征在于包括以下步骤：
(1)计算机导入待调整区域的矢量电子地图、从无线电波传播模型库选定无线电波传播模型；
(2)计算机选择步骤(1)中选定的无线电波传播模型并提示用户输入完成参数初始化默认值设置；
(3)计算机利用步骤(2)的无线电波传播模型，对区域内各小区覆盖图仿真并注记在电子地图上；
(4)计算机利用地理信息系统GIS获取目标调整小区C(i)的空间环境数据，空间环境数据包括基本参数、修正因子和附加参数；
(5)计算机结合步骤(4)的空间环境数据和步骤(3)仿真的小区覆盖图，利用无线电波传播模型，重新在电子地图上仿真目标调整小区C(i)；
(6)计算机检查步骤(5)得到的目标调整小区C(i)是否满足覆盖要求，如满足，输出天线参数值，包括挂高H(i)、方向角α(i)和倾角θ(i)作为覆盖调整方案，调整结束；否则进行交互调整，交互调整包括参数修改交互调整和图形拖拉交互调整；
(7)如果用户选择参数修改交互方式，计算机提供修改天线参数挂高H(i)或方向角α(i)或倾角θ(i)界面，接收输入数据，回到步骤3)；
(8)如果用户选择图形拖拉交互方式，计算机提示用户在电子地图上用鼠标拖拉目标调整小区C(i)覆盖边缘直到满足覆盖要求；
(9)计算机利用GIS获取目标调整小区C(i)的空间环境数据，{基本参数：，量算目标调整小区C(i)的覆盖面积S(i)或覆盖半径(R(i))；
(10)计算机利用无线电波传播模型计算目标调整小区C(i)的天线参数；
(11)计算机输出天线参数值挂高H(i)、方向角α(i)和倾角θ(i)作为覆盖调整方案，调整结束。
所述基本参数包括人为环境、地形分类和修正因子和附加参数；所述人为环境包括密集城区、一般城区、郊区和农村；地形分类包括准平坦和丘陵地形；所述修正因子包括地物平均参数；所述附加参数包括地物修正因子。
所述无线电波传播模型包括0kumura-Hata模型、COST-231模型、COST-231-Walfish-Ikegami模型、Epstein-Peterson模型、L&S VHF/UHF模型、Bullington模型和Longely-Rice模型中的一种或几种。
通过上述技术方案可以达到以下效果：
1)利用GIS将覆盖区域的空间背景数据实时地引入无线电波传播模型，显著地提高了仿真的精度和准确性。
2)将移动通讯覆盖分析和优化在电子地图上交互进行，节省了大量的现场路测和反复调整工作，使得覆盖规划和优化更准确，为网络规划、评估和优化提供了坚实的理论基础。
附图说明
图1为本发明实施例计算机结构框图。
图2为本发明方法的流程框图。
具体实施方式
如图1所示的移动通信网络覆盖仿真交互调整方法用计算机包括用于导入数据的初始化模块1，初始化模块1将数据传递到交互仿真模块2，交互仿真模块2将数据输出到方案输出模块3进行输出显示。
如图2所示的一种基于GIS的移动通信网络覆盖仿真交互调整方法，利用计算机对GSM通信网络覆盖仿真交互调整，该方法包括以下步骤：
(1)步骤101：计算机的初始化模块1导入待调整区域的矢量电子地图、从无线电波传播模型库中选择COST-231-Walfish-Ikegami模型，模型库包括0kumura-Hata模型、COST-231模型、COST-231-Walfish-Ikegami模型、Epstein-Peterson模型、L&S VHF/UHF模型、Bullington模型或Longely-Rice模型；
(2)步骤102：交互仿真模块2选择步骤(1)的COST-231-Walfish-Ikegami无线电波传播模型，并提示用户输入完成参数初始化默认值设置：基本参数：人为环境＝一般城区，地形分类＝准平坦；中值参数：计算频率f＝900MHz，MS天线高度h_m＝1.5m等；
(3)步骤103：交互仿真模块2利用步骤(2)的COST-231-Walfish-Ikegami无线电波传播模型，对区域内各小区覆盖图仿真并注记在电子地图上；
(4)步骤104：交互仿真模块2利用步骤(1)的地理信息系统GIS获取目标调整小区C(i)的空间环境数据{基本参数：人为环境(密集城区、一般城区、郊区、农村等)、地形分类(准平坦、丘陵地形等)；修正因子：地物平均参数；附加参数：地物修正因子等(无法获取的参数仍取默认值)}；
(5)步骤105：交互仿真模块2结合步骤(4)的空间环境数据和步骤(3)的仿真覆盖图，利用COST-231-Walfish-Ikegami无线电波传播模型，重新在电子地图上仿真目标调整小区C(i)；
(6)步骤106：交互仿真模块2检查步骤(5)得到的目标调整小区C(i)是否满足覆盖要求，如满足，到步骤111：方案输出模块3输出天线参数值(挂高H(i)、方向角α(i)和倾角θ(i))，作为覆盖调整方案，调整结束；否则进行步骤107：交互调整，交互调整包括参数修改交互调整和图形拖拉交互调整；
(7)如果用户选择参数修改交互方式，到步骤112：交互仿真模块2提供修改天线参数挂高H(i)或方向角α(i)或倾角θ(i)界面，接收输入数据，回到步骤103；
(8)步骤108：如果用户选择图形拖拉交互方式，交互仿真模块2提示用户在电子地图上用鼠标拖拉目标调整小区C(i)覆盖边缘直到满足覆盖要求；
(9)步骤109：交互仿真模块2利用GIS获取目标调整小区C(i)的空间环境数据{基本参数：人为环境(密集城区、一般城区、郊区、农村等)、地形分类(准平坦、丘陵地形等)；修正因子：地物平均参数；附加参数：地物修正因子等(无法获取的参数仍取默认值)}，量算目标调整小区C(i)的覆盖面积S(i)或覆盖半径(R(i))；
(10)步骤110：交互仿真模块2利用COST-231-Walfish-Ikegami模型无线电波传播模型计算目标调整小区C(i)的天线参数(挂高H(i)、方向角α(i)和倾角θ(i))
(11)步骤111：方案输出模块3输出天线参数值挂高H(i)、方向角α(i)和倾角θ(i)作为覆盖调整方案，调整结束。
利用本方法对CDMA、3G和CMMB移动多媒体等无线网络覆盖仿真交互调整都适用。