[发明专利]一种基于室内三维结构化模型的5G基站优化选址方法

说明书

本发明公开了一种基于室内三维结构化模型的5G基站信号仿真和优化选址方法，首先确定候选基站，模拟5G信号传播过程；随后考虑信号传播过程中的路径损耗和墙面材料对信号造成的反射衰减损耗建设5G信号传播能量模型；继而根据步骤一和步骤二计算射线的能量值，从而进行5G信号仿真；最后基于重建的室内结构化模型与5G信号仿真进行基站优化选址。本发明的方法能够有效地模拟5G信号，并且实现自动化5G基站布设和选址，该方法能更好地满足室内快速布设大量高密度5G通信基站的需求。

技术领域

本发明涉及一种5G基站优化选址方法，尤其涉及一种基于室内三维结构化模型的5G基站优化选址方法。

背景技术

现代建筑材料对室外无线信号的阻隔，导致室外无线部署无法很好地解决室内覆盖的问题。为了加速移动网络的传播速度，推出频率较高的5G信号，其穿透能力与以往的4G，3G，2G相差悬殊，无法保证室内深度覆盖需要的良好体验。因此，华为在国际上首次提出室内5G目标网建网理念，助力运营商打造5G时代数字化的室内覆盖网络。5G时代的新业务会有80％发生在室内，且由于室内场景复杂多样、目标遮挡严重、目标间重叠等特点，与室外网络建设相比，室内网络建设花费时间更长、更加困难。因此，5G小基站选址将是基站建设的一项重要工作。有效的选址工作不仅可以提升投资效率,还可以降低基站的建设和维护成本，因此基站选址是一件有意义的研究工作。

目前，多数研究工作以仿真软件模拟基站覆盖情况，仅仅针对室外区域进行5G微基站选址；对于结构复杂的室内场景，缺乏5G基站自动化选址研究。

发明内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种基于室内三维结构化模型的5G基站优化选址方法。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于室内三维结构化模型的5G基站优化选址方法，具体包括以下步骤：

步骤一、确定候选基站，模拟5G信号传播过程；步骤一的具体步骤如下：

a、基于室内三维结构化模型，在接近天花板的位置确定二维水平面；

b、将水平面划分均匀格网；

c、判断每个格网的中心是否属于重建房屋的区域、是否为可导航区域，以此来确定候选基站；

d、利用射线追踪原理，以候选基站为球体中心随机发射信号射线，当射线与室内模型的三角网相交，可得到三角网的索引号，并通过模型的结构信息确定三角网的法向量和语义标记，进而模拟5G信号在室内环境的传播情况。

步骤二、考虑信号传播过程中的路径损耗和墙面材料对信号造成的反射衰减损耗建设5G信号传播能量模型；

步骤三、根据步骤一和步骤二计算射线的能量值，从而进行5G信号仿真；

步骤四、基于室内三维结构化模型与5G信号仿真进行基站优化选址。

进一步地，步骤二的信号传播包括非视距传播和视距传播，在非视距传播的室内环境下，5G信号非视距传播损耗模型公式为：

L_fs,dB-NLOS＝32.4+31.9·lg(d_p)+20·lg(f)1m≤d_p≤86m

视距传播损耗模型公式为：

L_fs,dB-LOS＝32.4+17.3·lg(d_p)+20·lg(f)1m≤d_p≤100m

其中，L_fs,dB是信号损耗值，d_p是收发天线的间距，f是电磁波的频率，该公式表明信号的频率越大或传播距离越长，传播损耗越大；在理想的室内环境下，当频率保持恒定时，传播损耗随距离的增大而增大，从而接收到的信号会减小。